一種高溫摩擦磨損試驗機中的冷卻裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種高溫摩擦磨損試驗機中的冷卻裝置，屬于材料磨損試驗【技術領域】。它解決了現有技術中高溫摩擦磨損試驗機中的軸容易受熱變形彎曲等技術問題。本冷卻裝置包括一個套設于轉軸上的軸套，軸套包括本體和位于本體上端的限位盤，限位盤的下端面與臺面的上表面相固連，當氣缸收縮時，限位盤能夠與高溫爐的底部相貼靠，限位盤內開設有填注有冷卻液的冷卻腔一，本體內開設有填注有冷卻液的冷卻腔二，冷卻腔一與所述冷卻腔二相連通。本實用新型中的轉軸經冷卻后不易發生彎曲變形。
【專利說明】一種高溫摩擦磨損試驗機中的冷卻裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于材料磨損試驗【技術領域】，涉及一種高溫摩擦磨損試驗機中的冷卻裝置。
【背景技術】
[0002]隨著科學技術的不斷發展，傳統的單一的材料已經不能滿足發展的需求，因此，很多研究人員逐漸將研究重心轉到材料科學及材料加工上，通過淬火、滲碳、滲氮、深冷處理、固溶強化等各種手段來改善材料的性能。而表面技術作為一種對材料進行表面改性或在表面制備一新物質層以供特定用途的工藝方法，在材料科學【技術領域】得到廣泛的使用。例如利用雙輝等離子技術在碳鋼表面制備TiC陶瓷膜的這一方案，就能夠獲得具有一定耐磨性及耐腐蝕性的陶瓷膜，提高材料的綜合性能。而在滲鍍完畢后，通常需要對材料進行摩擦磨損試驗。
[0003]我國專利CN2499822Y公開了一種高溫摩擦磨損試驗裝置，在該裝置的機架上設有加載機構、高溫爐以及軸承支架，陶瓷試樣夾具在高溫爐內，并分別和高溫陶瓷軸相連，高溫陶瓷軸和高溫合金軸相連；高溫合金軸位于軸承支架內，端部有傳動皮輪和機架內的驅動電機相對應；另一高溫合金軸上連接有摩擦力傳感器、載荷傳感器、加載機構等。
[0004]但是，現有技術中的高溫合金軸很大一部分處于高溫爐內，沒有針對軸增設冷卻裝置，軸受熱并且受到加載機械的加載力，特別容易發生形變彎曲，影響試驗機的測試精度，更可能導致軸的旋轉卡滯，使試驗機出現故障。
【發明內容】
[0005]本實用新型是針對現有的技術存在的上述問題，提供一種高溫摩擦磨損試驗機中的冷卻裝置，本實用新型所要解決的技術問題是:如何通過避免高溫摩擦磨損試驗機中的軸受熱變形彎曲，提高試驗機的測試精度。
[0006]本實用新型的目的可通過下列技術方案來實現:
[0007]一種高溫摩擦磨損試驗機中的冷卻裝置，本試驗機包括一個機架，機架包括底座，支撐桿和臺面，所述支撐桿的兩端分別固定于底座和臺面上，所述臺面上設置有兩個相互平行的氣缸，所述氣缸包括缸體和活塞桿，所述缸體固定于臺面上，所述活塞桿的下端插接于缸體內，所述機架上沿自身高度方向設置有一個轉軸，所述機架上還設置有能夠驅動該轉軸旋轉的驅動裝置，所述轉軸的頂端具有一個托盤，托盤的表面涂覆有一隔熱層，所述托盤的表面還固定有一個摩擦盤；所述機架沿自身高度方向設置有一個支架，所述支架沿水平方向設置有一根橫梁，所述橫梁上設置有一個用于檢測橫梁側面所受壓力大小的力值傳感器，所述橫梁的一端垂直設置有加載桿，所述加載桿的底端設置有試樣夾頭，所述試樣夾頭位于摩擦盤的正上方，本試驗機還包括一個高溫爐，述活塞桿的上端與所述高溫爐固連，所述高溫爐內開設有一個加熱腔，所述加載桿的底端插設于該加熱腔內，所述加熱腔的底部開設有一個開口，所述托盤位于所述開口外，所述摩擦盤位于加熱腔內，其特征在于，本冷卻裝置包括一個套設于轉軸上的軸套，所述軸套包括本體和位于本體上端的限位盤，所述限位盤的下端面與所述臺面的上表面相固連，當所述氣缸收縮時，所述限位盤能夠與所述高溫爐的底部相貼靠，所述限位盤內開設有填注有冷卻液的冷卻腔一，所述本體內開設有填注有冷卻液的冷卻腔二，所述冷卻腔一與所述冷卻腔二相連通。
[0008]在需要試驗時，將通過試樣夾頭夾持住試樣，然后將高溫爐加熱至預期溫度，通過加載桿加載所需的載荷，然后通過驅動裝置驅動轉軸轉動，從而測試材料在高溫環境下的摩擦系數和磨損率；由于本試驗機中只有摩擦盤位于加熱腔內，而托盤位于開口外，且托盤的表面涂覆有一隔熱層，測試時，加熱腔中的熱量很難傳遞至轉軸上，轉軸的溫度較低，不易發生變形彎曲，從而提高本試驗機的測試精度，也避免轉軸因彎曲而發生卡滯，提高試驗機的作用壽命；而設計有隔熱層，同時使得加熱腔內的溫度不易散出，能夠在隔熱的同時，對加熱腔起到良好的保溫效果，降低電能的損耗；試驗機設計有軸套后，能夠保證轉軸的運行精度，避免轉軸發生偏擺影響試驗機的測試精度；同時，在軸套內開設有冷卻腔一和冷卻腔二，能夠將轉軸與軸套之間摩擦產生的熱量，及加熱腔中傳遞給轉軸的熱量快速地傳導出去，避免轉軸和軸套因過熱而產生損壞；并且，本實用新型中將冷卻腔一和冷卻腔二設計于軸套上，是由于如果將冷卻腔開設于轉軸上，會導致轉軸內部空心，機械強度較低，當轉軸受到載荷時，轉軸很容易發生變形或折斷，而空心的轉軸部分區域也很容易出現應力集中等現象，容易因疲勞出現裂紋；并且，當測試完畢后，能夠通過氣缸使高溫爐下降，此時軸套上的限位盤能夠與高溫爐的爐底相抵靠，通過冷卻腔一對高溫爐進行降熱，提高高溫爐的冷卻速度，實驗者可及時對高溫爐進行清掃、維護或修理。
[0009]在上述的一種高溫摩擦磨損試驗機中的冷卻裝置中，所述加載桿的頂端固設有一個用于盛放砝碼的砝碼盤。設計有砝碼盤后，方便根據不同的加載量對加載桿實施加載。
[0010]在上述的一種高溫摩擦磨損試驗機中的冷卻裝置中，所述驅動裝置包括設置于底座上的電機，所述電機的輸出端固連有一個主動輪，所述轉軸的下端套設有一個從動輪，所述主動輪和從動輪通過一根皮帶相連。電機轉動帶動主動輪轉動，主動輪通過皮帶帶動從動輪轉動，進而帶動轉軸轉動；設計有皮帶后，方便驅動裝置的安裝布置。
[0011]在上述的一種高溫摩擦磨損試驗機中的冷卻裝置中，作為另一種方案，所述驅動裝置包括一個設置于底座上的電機，所述電機的輸出端通過聯軸器與所述轉軸的下端相連。
[0012]在上述的一種高溫摩擦磨損試驗機中的冷卻裝置中，所述隔熱層采用石棉或玻璃纖維制成。石棉具有高搞張強度、高撓性、耐化學和熱侵蝕、電絕緣性等性能，是重要的防火、絕緣和保溫材料，且相對成本較低；而玻璃纖維比有機纖維耐熱，且隔熱、隔音性能好。
[0013]與現有技術相比，本實用新型具有以下優點:
[0014]1、本實用新型在軸套內開設有冷卻腔一和冷卻腔二，能夠將轉軸與軸套之間摩擦產生的熱量，及加熱腔中傳遞給轉軸的熱量快速地傳導出去，避免轉軸和軸套因過熱而產生損壞；
[0015]4、本實用新型中將冷卻腔一和冷卻腔二設計于軸套上，是由于如果將冷卻腔開設于轉軸上，會導致轉軸內部空心，機械強度較低，當轉軸受到載荷時，轉軸很容易發生變形或折斷，而空心的轉軸部分區域也很容易出現應力集中等現象，容易因疲勞出現裂紋；并且，當測試完畢后，能夠通過氣缸使高溫爐下降，此時軸套上的限位盤能夠與高溫爐的爐底相抵靠，通過冷卻腔一對高溫爐進行降熱，提高高溫爐的冷卻速度，實驗者可及時對高溫爐進行清掃、維護或修理。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1是實施例中本試驗機的結構示意圖。
[0017]圖2是實施例中本冷卻裝置的裝配圖。
[0018]圖中，1、機架；2、轉軸；3、底座；4、支撐桿；5、臺面；6、電機；7、主動輪；8、從動輪；9、皮帶；10、托盤；11、隔熱層；12、摩擦盤；13、支架；14、橫梁；15、力值傳感器；16、加載桿；17、砝碼盤；18、試樣夾頭；19、高溫爐；20、缸體；21、活塞桿；22、加熱腔；23、開口 ；24、本體；25、限位盤；26、冷卻腔一 ；27、冷卻腔二。
【具體實施方式】
[0019]以下是本實用新型的具體實施例并結合附圖，對本實用新型的技術方案作進一步的描述，但本實用新型并不限于這些實施例。
[0020]如圖1、圖2所示，本試驗機包括一個機架1，機架I上沿自身高度方向設置有一個轉軸2，機架I上還設置有能夠驅動該轉軸2旋轉的驅動裝置。具體來說，本實施例中，機架I包括底座3，支撐桿4和臺面5，支撐桿4的兩端分別固定于底座3和臺面5上，驅動裝置包括設置于底座3上的電機6，電機6的輸出端固連有一個主動輪7，轉軸2的下端套設有一個從動輪8，主動輪7和從動輪8通過一根皮帶9相連。作為另一種方案，驅動裝置包括一個設置于底座3上的電機6,電機6的輸出端通過聯軸器與轉軸2的下端相連。
[0021]如圖1、圖2所示，轉軸2的頂端具有一個托盤10，托盤10的表面涂覆有一隔熱層11，該隔熱層11由石棉或玻璃纖維制成。托盤10的表面還固定有一個摩擦盤12 ;機架I沿自身高度方向設置有一個支架13，支架13沿水平方向設置有一根橫梁14，橫梁14上設置有一個用于檢測橫梁14側面所受壓力大小的力值傳感器15，橫梁14的一端垂直設置有加載桿16,加載桿16的頂端固設有一個用于盛放破碼的破碼盤17,加載桿16的底端設置有試樣夾頭18，試樣夾頭18位于摩擦盤12的正上方。
[0022]如圖1、圖2所示,本試驗機還包括一個高溫爐19,具體來說，臺面5上設置有兩個相互平行的氣缸，氣缸包括缸體20和活塞桿21,缸體20固定于臺面5上,活塞桿21的下端插接于缸體20內，活塞桿21的上端與高溫爐19固連。高溫爐19內開設有一個加熱腔22，加載桿16的底端插設于該加熱腔22內，加熱腔22的底部開設有一個開口 23，托盤10位于所述開口 23外，摩擦盤12位于加熱腔22內。
[0023]如圖1、圖2所示,本冷卻裝置包括一個套設于轉軸2上的軸套,軸套包括本體24和位于本體24上端的限位盤25，限位盤25的下端面與臺面5的上表面相固連，當氣缸收縮時，限位盤25能夠與高溫爐19的底部相貼靠，限位盤25內開設有填注有冷卻液的冷卻腔一 26，本體24內開設有填注有冷卻液的冷卻腔二 27，冷卻腔一 26與冷卻腔二 27相連通。該冷卻液可為水或液態金屬。
[0024]本實用新型的工作原理如下:在需要試驗時，將通過試樣夾頭18夾持住試樣，然后將高溫爐19加熱至預期溫度，通過加載桿16加載所需的載荷，然后通過驅動裝置驅動轉軸2轉動，從而測試材料在高溫環境下的摩擦系數和磨損率；由于本試驗機中只有摩擦盤12位于加熱腔22內，而托盤10位于開口 23外，且托盤10的表面涂覆有一隔熱層11，測試時，加熱腔22中的熱量很難傳遞至轉軸2上，轉軸2的溫度較低，不易發生變形彎曲，從而提高本試驗機的測試精度，也避免轉軸2因彎曲而發生卡滯，提高試驗機的作用壽命；而設計有隔熱層11，同時使得加熱腔22內的溫度不易散出，能夠在隔熱的同時，對加熱腔22起到良好的保溫效果，降低電能的損耗。在軸套內開設有冷卻腔一 26和冷卻腔二 27，能夠將轉軸2與軸套之間摩擦產生的熱量，及加熱腔22中傳遞給轉軸2的熱量快速地傳導出去，避免轉軸2和軸套因過熱而產生損壞；并且，本實用新型中將冷卻腔一 26和冷卻腔二 27設計于軸套上，是由于如果將冷卻腔開設于轉軸2上，會導致轉軸2內部空心，機械強度較低，當轉軸2受到載荷時，轉軸2很容易發生變形或折斷，而空心的轉軸2部分區域也很容易出現應力集中等現象，容易因疲勞出現裂紋。
[0025]本文中所描述的具體實施例僅僅是對本實用新型精神作舉例說明。本實用新型所屬【技術領域】的技術人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或采用類似的方式替代，但并不會偏離本實用新型的精神或者超越所附權利要求書所定義的范圍。
【權利要求】
1.一種高溫摩擦磨損試驗機中的冷卻裝置，其特征在于，本試驗機包括一個機架(I)，所述機架(I)包括底座(3)，支撐桿(4)和臺面(5)，所述支撐桿(4)的兩端分別固定于底座(3)和臺面(5)上，所述臺面(5)上設置有兩個相互平行的氣缸，所述氣缸包括缸體(20)和活塞桿(21)，所述缸體(20)固定于臺面(5)上，所述活塞桿(21)的下端插接于缸體(20 )內，所述機架(I)上沿自身高度方向設置有一個轉軸(2 )，所述機架(I)上還設置有能夠驅動該轉軸(2)旋轉的驅動裝置，所述轉軸(2)的頂端具有一個托盤(10)，托盤(10)的表面涂覆有一隔熱層(11)，所述托盤(10)的表面還固定有一個摩擦盤(12);所述機架(I)沿自身高度方向設置有一個支架(13)，所述支架(13)沿水平方向設置有一根橫梁(14)，所述橫梁(14)上設置有一個用于檢測橫梁(14)側面所受壓力大小的力值傳感器(15)，所述橫梁(14)的一端垂直設置有加載桿(16),所述加載桿(16)的底端設置有試樣夾頭(18),所述試樣夾頭(18)位于摩擦盤(12)的正上方，本試驗機還包括一個高溫爐(19)，所述活塞桿(21)的上端與所述高溫爐(19)固連，所述高溫爐(19)內開設有一個加熱腔(22)，所述加載桿(16)的底端插設于該加熱腔(22 )內，所述加熱腔(22 )的底部開設有一個開口( 23 )，所述托盤(10 )位于所述開口(23)外，所述摩擦盤(12)位于加熱腔(22)內，其特征在于，所述冷卻裝置包括一個套設于轉軸(2)上的軸套，所述軸套包括本體(24)和位于本體(24)上端的限位盤(25)，所述限位盤(25)的下端面與所述臺面(5)的上表面相固連，當所述氣缸收縮時，所述限位盤(25)能夠與所述高溫爐(19)的底部相貼靠，所述限位盤(25)內開設有填注有冷卻液的冷卻腔一(26)，所述本體(24)內開設有填注有冷卻液的冷卻腔二(27)，所述冷卻腔一(26)與所述冷卻腔二(27)相連通。
2.根據權利要求1所述的高溫摩擦磨損試驗機中的冷卻裝置，其特征在于，所述冷卻液為水或液態金屬。
3.根據權利要求2所述的高溫摩擦磨損試驗機中的冷卻裝置，其特征在于，所述加載桿(16 )的頂端固設有一個用于盛放砝碼的砝碼盤(17 )。
4.根據權利要求3所述的高溫摩擦磨損試驗機中的冷卻裝置，其特征在于，所述驅動裝置包括設置于底座(3)上的電機(6)，所述電機(6)的輸出端固連有一個主動輪(7)，所述轉軸(2)的下端套設有一個從動輪(8)，所述主動輪(7)和從動輪(8)通過一根皮帶(9)相連。
5.根據權利要求4所述的高溫摩擦磨損試驗機中的冷卻裝置，其特征在于，所述驅動裝置包括一個設置于底座(3 )上的電機(6 )，所述電機(6 )的輸出端通過聯軸器與所述轉軸(2)的下端相連。
6.根據權利要求5所述的高溫摩擦磨損試驗機中的冷卻裝置，其特征在于，所述隔熱層(11)采用石棉或玻璃纖維制成。
【文檔編號】G01N3/02GK203414369SQ201320441018
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2013年7月22日 優先權日:2013年7月22日
【發明者】李莉平 申請人:嘉興職業技術學院