(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210682289.4 (22)申请日 2022.06.15 (71)申请人 北京理工大 学 地址 100081 北京市海淀区中关村南大街5 号 (72)发明人 斯杰里马赫 ·亚历山大 　牛鹏豪　 张昊　付洪宇　胡晨星　孙柏刚　 郭意桥　朱文第　 (74)专利代理 机构 北京正阳理工知识产权代理 事务所(普通 合伙) 11639 专利代理师 张利萍 (51)Int.Cl. G01N 3/02(2006.01) G01N 3/56(2006.01) G01N 19/02(2006.01) (54)发明名称 一种具有自动加载功能的线接触摩擦磨损 试验机 (57)摘要 本发明公开了一种具有自动加载功能的线 接触摩擦磨损试验机， 包括底座、 主轴、 驱动 传动 机构、 线接触摩擦副、 自动加载机构、 润滑油槽、 检测机构以及控制机构； 润滑油槽能够绕主轴的 轴心线和纵向轴线摆动； 摩 擦板可拆卸地安装于 润滑油槽的内底面； 检测机构用于检测摩擦板与 摩擦环之间的正压力和摩擦力； 控制机构与驱动 传动机构、 检测机构、 以及自动加载机构信号连 接， 用于控制驱动传动机构实现主轴的预设转 速， 并根据预设加载力和检测机构检测的正压力 信号， 控制自动加载机构 使摩擦板与摩擦环之间 的正压力达到预设加载力。 上述试验机能够保证 摩擦副的定常线接触摩擦、 实现精确加载， 并能 够保证持续稳定的润滑。 权利要求书3页 说明书9页 附图2页 CN 115078068 A 2022.09.20 CN 115078068 A 1.一种具有自动加载功能的线接触摩擦磨损试验机， 其特 征在于， 包括： 底座； 主轴， 沿水平方向支承于所述底座的顶部； 驱动传动机构， 固定安装于所述底座， 用于驱动所述主轴转动； 线接触摩擦副， 包括同心安装于所述主轴 端部的摩擦环和表面与所述摩擦环的外周面 形成定常线接触摩擦的摩擦板； 自动加载机构， 安装于所述底座和所述主轴， 用于向所述摩擦板施加正压力； 润滑油槽， 安装于所述加载机构， 顶部设置有开口， 能够绕所述主轴的轴心线和纵向轴 线摆动， 用于容置润滑油； 所述主轴的轴心线与所述 纵向轴线在水平面内垂 直相交； 所述摩 擦板可拆卸地 安装于所述润滑油槽的内底面； 检测机构， 用于检测所述摩擦板与所述摩擦环之间的正压力和摩擦力； 控制机构， 与所述驱动传动机构、 所述检测机构、 以及所述自动加载机构信号连接， 用 于控制所述驱动传动机构实现所述主轴的预设转速， 并根据预设加载力和所述检测机构 检 测的正压力信号， 控制所述自动加载机构使 所述摩擦板与所述摩擦环之间的正压力达到预 设加载力。 2.如权利要求1所述的线接触摩擦磨损试验机， 其特征在于， 所述驱动传动机构包括驱 动电机、 传动机构、 轴套、 支撑 板以及附件架； 所述驱动电机固定安装于所述底座， 通过 所述传动机构与所述主轴传动连接； 所述轴套通过 所述支撑 板固定安装于所述底座； 所述主轴通过轴 承安装于所述轴 套内， 所述主轴的轴心线与 所述驱动电机的轴心线平 行设置； 所述附件架能够绕所述主轴的轴心线摆动地安装于所述轴 套靠近所述摩擦环的一端， 用于支承所述加载机构； 所述附件架为空心块体结构， 并具有沿周向均匀分布地至少四个 侧面； 所述控制机构与所述驱动电机信号连接， 用于控制所述驱动电机和获取驱动电机的工 作状态信息 。 3.如权利要求2所述的线接触摩擦磨损试验机， 其特征在于， 所述加载机构包括两个可 调外轨、 加载外架、 加载底板、 载物平 台、 导向分力架、 上滑轨、 支点架、 杠杆、 弹簧、 螺母、 螺 杆、 扭矩电机、 减速器和 加载绳索； 两个所述可调外轨对称分布于所述附件架 的两侧、 且能够沿所述主轴的轴向滑动， 所 述可调外 轨的中心轴线与所述主轴的轴心线平行且具有相同高度； 在两个所述可调外轨之间安装有能够绕所述纵向轴线和所述主轴的轴心线摆动的所 述加载外架； 在所述加载外架的内部四角设置有沿竖直方向延伸的滑动导轨； 沿竖直方向， 所述载物平台间隔设置于所述加载底板的顶部； 所述载物平台和所述加 载底板的外周面均 与所述滑动导轨的内侧面滑动配合； 所述检测机构包括固定安装于所述加载底板顶面的正压力传感器， 所述正压力传感器 用于检测所述加载底板施加于所述载物 平台的正压力； 所述润滑油槽固定安装于所述载物 平台的顶部；权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115078068 A 2所述加载机构通过 所述加载底板带动所述摩擦板向所述摩擦环 施加正压力； 所述支点架固定安装于所述附件架的顶部， 并将所述上滑轨压接于所述附件架的顶 部； 所述导向分力架的顶端固定安装于所述上滑轨的端部， 为倒U形结构， 两侧设置有用于 对所述加载绳索进行导向的导向槽和定滑轮； 所述杠杆的中心轴 线以及所述主轴的轴心线位于同一个竖直平面内， 并且所述上滑轨 的中心线和所述杠杆 的中心轴线平行设置； 所述杠杆与所述主轴平行设置， 中部通过铰接 座可摆动地安装于所述支点架顶部， 一端通过转轴铰接有吊装座， 另一端连接所述弹簧的 顶端； 所述杠杆的摆动轴线与所述纵向轴线平行； 所述 吊装座的顶端能够绕转轴的轴心线 摆动， 转轴的轴心线与所述纵向轴线平行且位于同一个竖直平面内； 所述 吊装座的底端安 装有滚轴， 所述滚轴的轴心线与所述主轴的轴心线平行且位于同一个竖直平面内； 所述加载绳索为闭环结构， 顶部悬挂于所述滚轴， 底部套设于所述加载底板的外周侧， 中部通过 所述导向分力架的导向槽和定滑轮、 以及所述加载底板 两侧的定滑轮进行导向； 所述弹簧的底端固定连接于所述螺母； 所述螺母与所述螺杆螺旋配合； 所述螺杆的轴 心线沿竖直方向设置； 所述扭矩电机和所述减速器均固定安装于所述底座的顶面， 所述扭矩电机与 所述螺杆 之间通过 所述减速器进行传动； 所述扭矩电机与所述控制机构信号连接 。 4.如权利要求2所述的线接触摩擦磨损试验机， 其特征在于， 所述检测机构还包括传感 器支座和摩擦力传感器； 所述传感器支座固定安装于所述底座； 所述摩擦力传感器固定安装于所述传感器支座的顶部， 并与所述附件架相连接， 用于 检测由所述附件架传递的摩擦力。 5.如权利要求4所述的线接触摩擦磨损试验机， 其特征在于， 还包括与 所述控制机构信 号连接的显示装置； 根据所述控制机构获取的信号， 所述显示装置用于显示所述驱动电机的工作状态信 息、 所述扭矩电机的工作状态信息、 所述摩擦力传感器和所述 正压力传感器采集的数值。 6.如权利要求3所述的线接触摩擦磨损试验机， 其特征在于， 所述传动机构为带传动机 构、 齿轮传动机构或链传动机构； 所述减速器为锥齿轮减速器或蜗轮蜗杆减速器。 7.如权利要求1 ‑5任一项所述的线接触摩擦磨损试验机， 其特征在于， 所述主轴的端面 设置有螺纹孔； 所述摩擦环通过第一锁紧螺 栓安装于所述主轴。 8.如权利要求1 ‑5任一项所述的线接触摩擦磨损试验机， 其特征在于， 所述摩擦板为设 置有中心通孔的环形板， 并通过穿设于所述中心通孔的第二锁紧螺栓安装于所述润滑油 槽； 所述摩擦板通过转动可实现重复利用。 9.如权利要求2 ‑5任一项所述的线接触摩擦磨损试验机， 其特征在于， 还包括安装于所 述驱动电机的转速传感器；权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115078068 A 3