全自動四球摩擦磨損試驗機的結構
SGW-10A全自動四球摩擦試驗機是由主軸驅動系統、油盒與加熱器、試驗力傳感器、摩擦力測定系統、機械加載系統、微機控制系統(包括各個主參數的設定、控制、報警等單元)等部分組成。它們都安裝在以焊接機座為主體的機架中。
機座的右上方是四球摩擦試驗機的面板操縱系統,左上方是主軸驅動系統和油盒、摩擦副和各種傳感儀器等。機座的左下部是四球摩擦磨損試驗機的機械加載系統,右下部上格是工具箱。試驗機的吊裝工具就放在其內。機座的前后及左側有蓋門,打開門可以清楚的看到其內部結構,以便進行調試維修。
1.主軸及其驅動系統
主軸是由伺服電機電動機驅動,該系統電機的額定功率為2kW,變頻調速范圍為10~2000r/min,無級恒扭矩,在主軸和電機上部分別裝有特制的從動和主動圓弧齒形帶輪,通過圓弧齒同步帶把電機的功率傳遞到主軸上。
在主軸上裝有精密球軸承,試驗機主軸系統的安裝調試,技術難度大,故不要輕易拆裝清洗。本主軸傳動系統可以在10~2000r/min范圍內正常工作,由于應用了伺服調速系統,故其在低轉速下具有高的傳動力矩。本機設有計時單元(分、秒預設),時間超預設自動停車系統。
在主軸的最下端有1:7的錐孔,可以裝入專用彈簧夾頭和φ12.7四球試驗專用鋼球,其外部有M30×2的細牙螺紋,可以用來設計其它形式的專用摩擦偶件,夾具以擴大四球試驗機的使用范圍。
2.摩擦力測定和油盒
四球試驗機的四個鋼球球心組成一等邊四棱錐體。下面三個球用油盒固定在一起,上鋼球通過專用彈簧夾頭固定在主軸上,在試驗過程中,所有四個球的接觸點都必須浸沒在潤滑劑中。
當鋼球摩擦副工作時,由于軸向壓力的作用,在主軸旋轉時產生摩擦力矩,通過力矩傳遞輪使壓力傳感器產生一個與受力大小相對應的微小信號,經摩擦力矩測量系統顯示摩擦力矩的數值。可以根據試驗中摩擦力矩大小分別預置摩擦力矩數據,實現摩擦力矩過預置自動停車功能。
上鋼球(本試驗機要求專用鋼球必須是“正”公差),夾緊在專用彈簧夾頭中,試驗過程中出現任何操作者失誤都不會使彈簧夾頭與主軸、鋼球燒在一起。油盒被用來壓緊固定下面三個鋼球,一般在做大負荷(392N以上)試驗時使用常溫油盒,試驗經驗證明,測定燒結負荷時把油盒擰緊到83N·m是適度的,保證試驗中下球不滾動,而且可提高PD點的再現性。同時經驗證明在油盒力矩輪之間加一層紙墊,可提高PB點的再現性。
常溫油盒下壓帽是左旋螺紋,高溫油盒其下壓帽(內六角螺母)是普通右旋螺紋,反裝的推力球軸承用來保證試驗過程中四個鋼球自動對心,使壓力負荷能均勻的分布在各鋼球的接觸點上。推力軸承必須經常清洗,保持清潔并加入儀表潤滑油以保持最小的摩擦力。該軸承出現的任何銹斑都是不允許的,都將影響PB點的重復性,銹斑嚴重時會破壞1+5%四球機的補償線規律。
在高溫油盒外裝有環狀加熱器兩者必須緊密接觸,才能獲得穩定的溫控溫度。溫度傳遞元件是Pt100鉑電阻,通過溫控表對試驗溫度從室溫~250℃進行數顯控制與報警,并將信號輸入到微機控制系統。溫控精度可控制在±2℃。
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