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专利名称：一种适用于滑动摩擦磨损试验的万向自适应夹具的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种万向自适应夹具，具体地，涉及一种用于机械工程领域滑动摩擦磨损试验的万向自适应夹具。
背景技术：
摩擦磨损试验是评价金属材料耐磨性能的重要试验手段，摩擦磨损试验通常在专业的多功能摩擦磨损试验机上进行。摩擦磨损试验机不仅可以模拟多种工况，如不同温度、湿度、载荷、运动速度及润滑条件下的摩擦磨损，而且能够提供滑动、滚动、滚滑、直线往复等多种运动形式及点、线、面等多种摩擦副接触方式。其中，面-面接触是一种常用的摩擦副接触方式，可以用来模拟滑动轴承与轴、导轨与滑块、气缸与活塞等多种摩擦副。然而，在面-面接触形式的摩擦磨损试验中，往往存在两个摩擦面不能始终紧密接触的问题，该问题在两个摩擦面接触面积较大的情况下尤为突出，这将导致测量结果无法真实反映两摩擦面的实际摩擦磨损状态，直接影响测量结果的准确性。为了解决这个问题，通常采用的方法是，试验前人工安装调整试样，使两摩擦面尽量平行，之后进行一段时间的跑合，确保两摩擦面的平行度。这种方法一方面需要较长的安装和跑合时间，受人为因素影响大，另一方面在跑合时会破坏摩擦表面的初始状态，增大其粗糙度，同时，跑合时产生的磨粒还将在摩擦磨损试验中造成磨粒磨损。针对以上现状，有必要发明一种解决面-面接触问题的万向自适应夹具，保证两摩擦表面在摩擦磨损过程中始终具有良好的平行度。经过对现有技术的检索，中国专利号为200920298882. 9，名称为一种滑动摩擦试验自适应夹头的实用新型专利提供了一种自适应夹头。该夹头主要由传动轴、球缺和夹持套组成。传动轴与夹持套通过螺纹固定连接，夹持套下端向内倾斜从而对球缺起到夹持作用，球缺的上端与传动轴弧面接触，下端通过螺纹孔与试样相固定，由于球缺可以在夹持套内实现任意方向的微动，从而保证了面-面接触摩擦副的全面接触。该实用新型专利的夹头虽然能实现摩擦面的万向调节，但在摩擦磨损过程中，球缺连同上试样一起很可能在水平方向发生自转，这将给摩擦磨损试验带来不确定的附加磨损，直接影响试验测试结果。

发明内容
针对现有技术中的不足，本发明的目的是提供一种适用于滑动摩擦磨损试验的万向自适应夹具，在滑动摩擦磨损试验中既能始终保证良好的面-面接触，又能防止上试样绕传力轴发生水平自转。本发明所采用的技术方案如下
一种适用于滑动摩擦磨损试验的万向自适应夹具，包括传力轴、定位销、钢球、上试样，其中，传力轴的上端与摩擦磨损试验机固定连接，用于将摩擦磨损试验机施加的载荷通过钢球传递给上试样，并将试验中的摩擦力传递给安装在传力轴上方的力传感器；定位销与传力轴过盈配合，并与上试样间隙配合，一方面可以防止上试样在滑动摩擦磨损试验中绕传力轴发生水平自转，另一方面又能保证上试样有足够的空间进行微量万向调节；钢球置于传力轴与上试样之间，与传力轴和上试样间均通过弧面接触，用于实现上试样在滑动摩擦磨损试验中的万向调节，从而保证上试样与下试样之间的面-面接触。所述上试样的下表面具有很高的平面度，且下表面可根据需要加工成不同的尺寸。所述上试样上开有储油孔，用于储存润滑油，保证钢球的灵活转动。本发明的万向自适应夹具，为滑动摩擦磨损试验提供了一种能始终保持面-面接触的自适应夹具。与现有技术相比，本发明具有能够防止上试样发生水平自转、可靠性高、结构简单和造价低廉的优点。


图I为本发明适用于滑动摩擦磨损试验的万向自适应夹具二维结构示意 图2为本发明适用于滑动摩擦磨损试验的万向自适应夹具三维结构示意图。
具体实施例方式下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。图I所示，一种适用于滑动摩擦磨损试验的万向自适应夹具，包括传力轴I、定位销2、钢球3、上试样4和储油孔5。传力轴I的上端与摩擦磨损试验机固定连接，用于将摩擦磨损试验机施加的载荷通过钢球3传递给上试样4，并将滑动摩擦中的摩擦力传递给安装在传力轴I上方的力传感器。定位销2与传力轴I过盈配合，并与上试样4间隙配合，一方面可以防止上试样4在滑动摩擦磨损试验中绕传力轴I发生水平自转，另一方面，又能保证上试样4有足够的空间进行微量万向调节。钢球3置于传力轴I与上试样4之间，与传力轴I和上试样4间均通过弧面接触，用于实现上试样4在滑动摩擦磨损试验中的万向调节，从而保证上试样4与下试样之间的面-面接触。上试样4的下表面具有很高的平面度，且下表面可根据需要加工成不同的尺寸。上试样4上开有储油孔5，用于储存润滑油，保证钢球3的灵活转动。以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要指出的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。
权利要求
1.一种适用于滑动摩擦磨损试验的万向自适应夹具，其特征在于，包括传力轴、定位销、钢球和上试样，其中，所述传力轴的上端与摩擦磨损试验机固定连接，用于将摩擦磨损试验机施加的载荷通过钢球传递给上试样，并将试验中的摩擦力传递给安装在传力轴上方的力传感器；所述定位销与传力轴过盈配合，并与上试样间隙配合，一方面可以防止上试样在滑动摩擦磨损试验中绕传力轴发生水平自转，另一方面又能保证上试样有足够的空间进行微量万向调节；所述钢球置于传力轴与上试样之间，与传力轴和上试样间均通过弧面接触，用于实现上试样在滑动摩擦磨损试验中的万向调节，从而保证上试样与下试样之间的面-面接触。
2.根据权利要求I所述的适用于滑动摩擦磨损试验的万向自适应夹具，其特征在于，所述上试样的下表面具有很高的平面度，且下表面可根据需要加工成不同的尺寸。
3.根据权利要求I所述的适用于滑动摩擦磨损试验的万向自适应夹具，其特征在于，所述上试样上开有储油孔，用于储存润滑油，保证钢球的灵活转动。
全文摘要
本发明提供一种适用于滑动摩擦磨损试验的万向自适应夹具，包括传力轴、定位销、钢球和上试样，其中，传力轴的上端与摩擦磨损试验机固定连接；定位销与传力轴过盈配合，并与上试样间隙配合，一方面可以防止上试样在滑动摩擦磨损试验中绕传力轴发生水平自转，另一方面又能保证上试样有足够的空间进行微量万向调节；钢球置于传力轴与上试样之间，用于实现上试样在滑动摩擦磨损试验中的万向调节；上试样上开有储油孔，用于储存润滑油，保证钢球的灵活转动。本发明为滑动摩擦磨损试验提供了一种能始终保持面-面接触的万向自适应夹具，具有可靠性高、结构简单和造价低廉的特点。
文档编号G01N3/04GK102980802SQ20121046235
公开日2013年3月20日 申请日期2012年11月16日 优先权日2012年11月16日
发明者姚振强, 李康妹, 徐正松, 胡永祥 申请人:上海交通大学