一種測試緊固件表面微動磨損與微動疲勞的一體式裝置的制造方法
【技術領域】
[0001 ]本發明屬于微動摩擦及磨損測試技術，具體涉及一種測試緊固件表面微動磨損與微動疲勞的一體式裝置。
【背景技術】
[0002]微動是發生在兩接觸表面之間極小幅度(通常為微米量級)的運動。根據運動位移來源的不同，微動可導致微動磨損(在相互壓緊的金屬表面間由于小振幅振動而產生的一種復合型式的磨損)和微動疲勞(構件在循環載荷的作用下，由于表面某一部位與其它接觸表面產生小振幅相對滑動而導致構件導致部件疲勞強度降低或早期斷裂的現象)，這兩者造成的損傷在工業中相當普遍，并可能引發災難性的后果。
[0003]中國專利CN202522494U公開了一種切向微動摩擦磨損試驗裝置，以及中國專利CN201689023U公開了一種小位移往復式滾動摩擦磨損試驗機，均采用液壓伺服系統作為微動的驅動源，雖然這種驅動方式驅動力大，振幅變化范圍廣，易控制，但是設備體積大，成本高，技術復雜。
[0004]中國專利CN2348377Y公開了一種鋼絲表面微動摩擦學性能實驗裝置，為一種采用杠桿和偏心機構組成的機械式微動驅動系統，它可以有較大的振幅，負載范圍較寬，但是頻率通常較低且不易實現自動化控制，并且是專門用于研究鋼絲的微動摩擦磨損試驗機，實驗范圍具有局限性。
[0005]中國專利CN203083895U公開了一種涂層磨損試驗機，是一種采用摩擦帶輪進行摩損實驗的涂層磨損試驗機，僅僅能調節電動機轉動的速率和發生摩擦的位置，并不能模擬工業上復雜的工況，對試樣涂層進行微動摩擦磨損試驗，實驗范圍具有較大的局限性。
【發明內容】
[0006]本發明的目的在于提供一種測試緊固件表面微動磨損與微動疲勞的一體式裝置，用于評價和研究涂層表面微動磨損與微動疲勞的交互作用，解決現有技術中結構復雜、體積大、使用存在局限性，且不能很好的模擬工業中的復雜工況等問題。
[0007]實現本發明目的的技術解決方案為:一種測試緊固件微動磨損與微動疲勞的一體式裝置，包括底板、支架、連接螺桿、連接構件、驅動裝置、加載裝置、定位裝置和往復裝置，支架包括頂缸座、限位板和側板，兩塊平行設置的側板底部固定在底板上，頂缸座固定在兩塊側板的頂部，兩塊側板內壁對稱設有限位板，加載裝置固定于頂缸座頂部，其輸出軸穿過頂缸座，往復裝置固定在任意一側側板內壁，定位裝置固定在底板上，且位于兩塊平行設置的側板之間，驅動裝置固連在底板上，驅動裝置通過連接螺桿與定位裝置連接，連接構件一端與輸出軸固連，另一端設有第二通孔，且與定位裝置連接。連接構件位于限位板之間，限位板使得連接構件只能上下運動。
[0008]進一步，還包括第一應力傳感器，第一應力傳感器位于連接構件和輸出軸的連接處。
[0009]進一步，所述加載裝置采用伺服電動缸。
[0010]進一步，所述往復裝置包括殼體、中心軸、精密彈簧和滑筒，殼體一端固定在側板的內壁，另一端中心設有第一通孔，中心軸位于殼體中心，一端固定在側板的內壁，另一端穿過第一通孔，伸出殼體，滑筒設置在中心軸上，滑筒一端位于殼體內，另一端位于殼體外；滑筒和側板內壁之間設有精密彈簧，使得滑筒沿中心軸能夠往復運動，且滑筒通過第一通孔限位，防止其整體脫離殼體。
[0011 ]進一步，所述定位裝置包括底座、支座板和支撐板，底座固定在底板上，底座頂部對稱設有兩塊相互平行的支座板，連接構件的第二通孔位于兩塊相互平行的支座板之間，兩個支座板與第二通孔對應的位置開有第三通孔，第三通孔中設有滾珠軸承，支撐板底部位于底座上，且位于連接螺桿下方，用于支撐連接螺桿。待測緊固件穿過兩塊支座板的滾珠軸承和連接構件的第二通孔，與支座板固定。待測緊固件尾部與滑筒緊密接觸，頭部與連接螺桿緊密接觸。往復裝置的中心軸、待測緊固件中心和連接螺桿中心位于同一條直線。
[0012]進一步，還包括第二應力傳感器，第二應力傳感器位于連接構件與支座板之間。
[0013]進一步，所述驅動裝置采用電動式激振器，電動式激振器的頂桿與連接螺桿連接。
[0014]本發明與現有技術相比，其顯著優點在于:(1)可模擬復雜工況下微動磨損和微動疲勞對工件的交互作用；(2)結構簡單，操作方便，可以長時間運行測試；(3)測試過程中，無需實時看守；(4)采用激振器-彈簧的結構來實現緊固件的微動，穩定、易控;(5)采用伺服電動缸作為加載裝置，精確，穩定，易控。
【附圖說明】
[0015]圖1為本發明的測試緊固件表面微動磨損與微動疲勞的一體式裝置整體結構示意圖。
[0016]圖2為本發明的測試緊固件表面微動磨損與微動疲勞的一體式裝置的定位裝置和往復裝置的局部放大圖。
[0017]圖3為本發明的測試緊固件表面微動磨損與微動疲勞的一體式裝置的待測緊固件與連接構件的微動摩擦面示意圖；其中(a)為拉拉疲勞的微動摩擦面示意圖，(b)為壓壓疲勞的微動摩擦面示意圖。
[0018]圖4為本發明實施例二的定位裝置和往復裝置的局部放大圖。
[0019]圖5為本發明實施例二的待測緊固件與連接構件的微動摩擦面示意圖。
[0020]圖6為本發明的測試緊固件表面微動磨損與微動疲勞的一體式裝置的軸承局部放大圖。
【具體實施方式】
[0021]
下面結合附圖對本發明作進一步詳細描述。
[0022]結合圖1、圖2、圖3和圖6，一種測試緊固件微動磨損與微動疲勞的一體式裝置，包括底板1、支架、連接螺桿6、連接構件10、驅動裝置、加載裝置9、定位裝置和往復裝置，支架包括頂缸座3、限位板4和側板2，兩塊平行設置的側板2底部固定在底板1上，頂缸座3固定在兩塊側板2的頂部，兩塊側板2內壁對稱設有限位板4，加載裝置9固定于頂缸座3頂部，其輸出軸穿過頂缸座3，往復裝置固定在任意一側側板2內壁，定位裝置固定在底板1上，且位于兩塊平行設置的側板2之間，驅動裝置固連在底板1上，且位于支架外，驅動裝置通過連接螺桿6與定位裝置連接，連接構件10—端與輸出軸固連，另一端設有第二通孔，且與定位裝置連接。連接構件10位于限位板4之間，限位板4使得連接構件10只能上下運動。
[0023]進一步，還包括第一應力傳感器11，第一應力傳感器11位于連接構件10和輸出軸的連接處。
[0024]進一步，所述加載裝置9采用伺服電動缸。
[0025]進一步，所述往復裝置包括殼體18、中心軸19、精密彈簧20和滑筒21，殼體18—端固定在側板2的內壁，另一端中心設有第一通孔，中心軸19位于殼體18中心，一端固定在側板2的內壁，另一端穿過第一通孔，伸出殼體18，滑筒21設置在中心軸19上，滑筒21 —端位于殼體18內，另一端位于殼體18外;滑筒21和側板2內壁之間設有精密彈簧20，使得滑筒21沿中心軸19能夠往復運動，且滑筒21通過第一通孔限位，防止其整體脫離殼體18。
[0026]定位裝置包括底座12、支座板13和支撐板7，底座12固定在底板1上，底座12頂部對稱設有兩塊相互平行的支座板13，連接構件10的第二通孔位于兩塊相互平行的支座板13之間，兩個支座板13與第二通孔對應的位置開有第三通孔，第三通孔中設有滾珠軸承14，支撐板7底部位于底座12上，且位于連接螺桿6下方，用于支撐連接螺桿6。待測緊固件8穿過兩塊支座板13的滾珠軸承14和連接構件10的第二通孔，與支座板13固定。待測緊固件8尾部與滑筒21緊密接觸，頭部與連接螺桿6緊密接觸。往復裝置的中心軸19、待測緊固件8中心和連接螺桿6中心位于同一條直線。
[0027]進一步，還包括第二應力傳感器17，第二應力傳感器17位于連接構件10與支座板13之間。
[0028]驅動裝置采用電動式激振器5，電動式激振器5的頂桿與連接螺桿6連接。
[0029]實施例一
待測緊固件8材料為T1-6A1-4V的圓頭螺栓。
[0030]結合圖1、圖2、圖3和圖6，一種測試緊固件微動磨損與微動疲勞的一體式裝置，包括第一應力傳感器11、底板1、支架、連接螺桿6、連接構件10、驅動裝置、加載裝置9、定位裝置和往復裝置，支架包括頂缸座3、限位板4和側板2，兩塊平行設置的側板2底部通過螺栓固定在底板1上，頂缸座3通過螺栓固定在兩塊側板2的頂部，兩塊側板2內壁對稱設有限位板4，加載裝置9通過螺栓固定于頂缸座3頂部，其輸出軸穿過頂缸座3，往復裝置固定在任意一側側板2內壁，定位裝置通過螺栓固定在底板1上，且位于兩塊平行設置的側板2之間，驅動裝置固連在底板1上，驅動裝置通過連接螺桿6與定位裝置連接，連接構件10—端與輸出軸固連，另一端設有第二通孔，且與定位裝置連接。連接構件10位于限位板4之間，限位板4使得連接構件10只能上下運動。第一應力傳感器11位于連接構件10和輸出軸的連接處。
[0031]所述加載裝置9采用伺服電動缸。
[0032]所述往復裝置包括殼體18、中心軸19、精密彈簧20和滑筒21，殼體18—端通過螺栓固定在側板2的內壁，另一端中心設有第一通孔，中心軸19位于殼體18中心，一端固定在側板2的內壁，另一端穿過第一通孔，伸出殼體18，滑筒21設置在中心軸19上，滑筒21 —端位于殼體18內，另一端位于殼體18外;滑筒21和側板2內壁之間設有精密彈簧20，使得滑筒21沿中心軸19能夠往復運動，且滑筒21通過第一通孔限位，防止其整體脫離殼體18。
[0033]定位裝置包括底座12、支座板13和支撐板7，底座12固定在底板1上，底座12頂部對稱設有兩塊相互平行的支座板13，連接構件10的第二通孔位于兩塊相互平行的支座板13之間，兩個支座板13與第二通孔對應的位置開有第三通孔，第三通孔中設有滾珠軸承14，支撐板7底部位于底座12上，且位于連接螺桿6下方，用于支撐連接螺桿6。待測螺栓8穿過兩塊支座板13的滾珠軸承14和連接構件10的第二通孔，通過螺母16固定，形成緊固件結構。連接構件10的第二通孔形狀與待測螺栓8的螺