专利名称：高频往复式摩擦磨损试验机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于测量油品的摩擦磨损性能的试验机，更具体地说，涉及
一种高频往复式摩擦磨损试验机。
背景技术：
高频往复式摩擦磨损试验机是常用的一种用于测量油品的摩擦磨损性能的试验 机。现有的高频往复式摩擦磨损试验机主要包括底座、激振器支架、平衡块、激振器、外套、 推杆、上试件夹具、横臂、下试件夹具、加热台、弹性支架和托板，其中，所述激振器支架固定 在所述底座上，所述激振器通过轴承安装在所述激振器支架上，所述推杆的一端固定在所 述激振器的振动头上，所述推杆的另一端与所述上试件夹具固定连接，所述横臂用于吊挂 砝码并固定在所述上试件夹具上，所述平衡块安装在所述激振器的外壳的安装杆上，所述 外套的一端与所述激振器的外壳邻接，所述推杆穿过所述外套，所述下试件夹具、加热台、 弹性支架、托板和底座依次固定连接。 工作时，将上试件(钢球)固定到上试件夹具上，将下试件(试验片)固定到下试 件夹具上，并在下试件夹具内注入待测的试验油品，使得下试件浸在该试验油品中。通过调 节平衡块使得推杆保持水平，通过在横臂上悬挂适当的砝码而为上试件提供所需的载荷， 通过加热台的加热而使得试验油品达到所需的温度。然后启动激振器，使得推杆带动上试 件相对于静止的下试件作高频往复运动，即使得上试件与下试件快速地相互摩擦。最后通 过测量上试件上的磨斑大小来确定油品的摩擦磨损性能。 在上述高频往复式摩擦磨损试验机中，通过激振器驱动上试件作高频往复运动， 在试验过程中，通常需要上试件保持适当的振动频率和振幅。在出现故障时，例如激振器失 控时，上试件的振幅可能过大，这不仅无法保证预定的试验条件，而且会损坏激振器。

实用新型内容本实用新型的目的在于针对现有的高频往复式摩擦磨损试验机在激振器失控时 无法保证预定的试验条件而且会损坏激振器的缺点，提供一种在激振器失控时能够保证预 定的试验条件并能够有效地保护激振器的高频往复式摩擦磨损试验机。 本实用新型的一种实施方式提供的高频往复式摩擦磨损试验机包括激振器、外套 和推杆，其中，所述推杆的一端固定在所述激振器的振动头上，所述外套的一端与所述激振 器的外壳固定连接，所述外套套在所述推杆外部，其中，所述试验机还包括弹性片和调距 管，所述弹性片固定在所述推杆上并位于所述外套内，所述调距管套在所述推杆外部并且 固定在所述外套的另一端，所述调距管的一端位于所述外套内，所述弹性片沿与所述推杆 的轴向垂直的方向上的高度大于所述调距管的内径。 根据本实用新型提供的上述高频往复式摩擦磨损试验机，弹性片与调距管一端之 间的沿推杆轴向的距离限定了推杆允许的最大位移，即限定了固定在推杆另一端的上试件 夹具以及固定在该上试件夹具上的上试件允许的最大振幅。当激振器失控时，弹性片将撞击调距管，以限制与弹性片固定连接的推杆产生进一步的位移，从而确保上试件的振动不 会超过该最大振幅，保证了预定的试验条件。此外，弹性片的弹性变形能够有效地保护激振 器，而且弹性片撞击调距管时会发出异常声响，以提醒操作人员进行相关的处理，进一步保 证预定的试验条件并保护激振器。

图1是本实用新型的一种实施方式提供的高频往复式摩擦磨损试验机的示意性 局部剖视正视图； 图2是如图1所示的高频往复式摩擦磨损试验机的示意性侧视图； 图3是如图1所示的高频往复式摩擦磨损试验机的加热台的示意性正视图； 图4是如图3所示的加热台的示意性左视图； 图5是图1中A部分的局部放大示意图，显示了加热台与下试件夹具的连接部分。
具体实施方式
下面将参考附图来详细说明本实用新型的具体实施方式
。 如图1和图2所示，本实用新型的一种实施方式提供的高频往复式摩擦磨损试验 机包括激振器4、外套24和推杆6，其中，所述推杆6的一端固定在所述激振器4的振动头 上，所述外套24的一端与所述激振器4的外壳固定连接，所述外套24套在所述推杆6外部， 其中，所述试验机还包括弹性片14和调距管25，所述弹性片14固定在所述推杆6上并位于 所述外套24内，所述调距管25套在所述推杆6外部并且固定在所述外套24的另一端，所 述调距管25的一端位于所述外套24内，所述弹性片14沿与所述推杆6的轴向垂直的方向 上的高度大于所述调距管25的内径。 从而，弹性片14与调距管25 —端之间的沿推杆6轴向的距离限定了推杆6允许 的最大位移，即限定了固定在推杆6另一端的上试件夹具7以及固定在该上试件夹具7上 的上试件19允许的最大振幅。当激振器4失控时，弹性片14将撞击调距管25，以限制与弹 性片14固定连接的推杆6产生进一步的位移，从而确保上试件夹具7的振动不会超过该最 大振幅，保证了预定的试验条件。此外，弹性片14的弹性变形能够有效地保护激振器4，而 且弹性片14撞击调距管25时会发出异常声响，以提醒操作人员进行相关的处理，进一步保 证预定的试验条件并保护激振器4。 优选地，所述调距管25可调节地固定在所述外套24的另一端。从而根据试验需 要，通过调节调距管25相对于外套24另一端的固定位置，能够调节弹性片14与调距管25 之间的沿推杆6轴向的距离。从而能够调节推杆6允许的最大位移，即能够调节固定在推 杆6另一端的上试件夹具7允许的最大振幅。 可以采用各种方式使得调距管25可调节地固定在外套24的另一端。作为具体的 实施方式，调距管25可以与外套24的另一端螺纹连接或滑动连接，并通过固定件(例如螺 钉)固定。需要调节调距管25相对于外套24另一端的固定位置时，先松开固定件，然后使 得调距管25相对于外套24的另一端螺纹旋转或滑动至所需的位置，然后再次紧固固定件， 使得调距管25与外套24的另一端固定。优选地，调距管25与外套24的另一端螺纹连接， 即调距管25采用螺纹管的形式。采用该连接方式，可以使得上述距离的调节更加方便和准确。 如图1所示，上述高频往复式摩擦磨损试验机优选地还可以包括压盖34，该压盖 34固定在所述外套24的另一端，所述调距管25固定在所述压盖34上。该压盖34能够防 止灰尘等异物进入外套24内。 所述调距管25和压盖34的具体结构可以根据实际情况来设计。作为一种具体 的实施方式，如图l所示，所述调距管25包括管部251和位于该管部251的一端的限位部 252，所述压盖34具有通孔，所述管部251的另一端穿过该通孔，所述管部251的外周壁与 所述通孔的内周壁滑动连接或螺纹连接，所述限位部252位于所述外套24内。从而，当激 振器4失控时，所述弹性片14与所述调距管25的限位部25接触并发生撞击。 上试件夹具7的振动的振幅(即前后运动的位移)可以通过改变激振器4的输入 电压来改变，该振幅的大小可以通过各种方式来测量。例如，上述高频往复式摩擦磨损试验 机还包括位移传感器5，所述位移传感器5包括主体部分和铁芯，所述主体部分和铁芯中的 一者(例如主体部分)固定在所述外套24的内壁上，另一者(例如铁芯)固定在所述推杆 6上。从而可以方便地测量推杆6相对于外套24的位移，即上试件夹具7的振幅。 如图l所示，上述高频往复式摩擦磨损试验机还可以包括与所述推杆6的另一端 固定连接的上试件夹具7，以及依次固定连接的下试件夹具17、加热台、弹性支架ll和托板 13。试验时，将上试件19固定在上试件夹具7上，将下试件20固定到下试件夹具17上。 利用上述高频往复式摩擦磨损试验机来测定润滑油的摩擦磨损性能时，需要测量 下试件夹具17中的油品的油膜厚度。该油膜厚度可以采用各种适当的方式来测量，优选 地，所述外套24与所述上试件夹具7和下试件夹具17通过导线串联连接，所述激振器4的 外壳与所述外套24的一端之间设置有绝缘圈23。从而，在进行试验时，外套24、上试件夹 具7、上试件19、油膜、下试件20和下试件夹具17构成了回路。通过测量该回路中的电阻， 便能够确定油膜的厚度。所述绝缘圈23的设置能够有效地使得外套24与激振器4之间绝 缘，以消除激振器4对上述回路的影响。 优选地，上述高频往复式摩擦磨损试验机还包括位于所述加热台内的温度开关 22。该温度开关22可以与控制系统连接，从而当加热温度超限时，进行断电保护，使得试验 机进入停机保护状态。 利用上述高频往复式摩擦磨损试验机来测定油品的摩擦磨损性能时，上试件19 与下试件20之间产生的摩擦力可以通过各种方式来测定。作为一种具体的实施方式，该试 验机还包括固定在所述托板13上的力传感器支架10和固定在该力传感器支架10上的力 传感器12，该力传感器12的感应头与所述加热台连接。下试件夹具17和加热台都为刚性 结构，上试件19与下试件20之间产生的摩擦力通过下试件夹具17和加热台传递到弹性支 架ll，从而使得加热台与弹性支架11之间产生相应的力，该力通过力传感器12进行测量， 从而得知上试件19与下试件20之间产生的摩擦力。 所述加热台用于对下试件夹具17进行加热并传递摩擦力，可以采用各种具体结 构来实现。作为一种具体的实施方式，如图l所示，所述加热台包括导热台8、平台9以及位 于该导热台8和平台9之间的加热件，所述导热台8与所述下试件夹具17固定连接，所述平 台9与所述弹性支架11固定连接。导热台8可以采用各种导热材料制造，例如铝。加热件 可以为各种适当的加热元件，优选地，该加热件为薄膜型加热片18，该薄膜型加热片18的加热效果较好，且使得加热台的结构更加紧凑。在上述加热台中，导热台8或平台9都可以 用于安装上述温度开关22和连接力传感器的感应头，作为一种具体的实施方式，如图1所 示，平台9用于安装上述温度开关22和连接力传感器的感应头。 优选地，如图2所示，上述高频往复式摩擦磨损试验机还包括与所述下试件夹具 17连接的温度传感器21。从而能够方便地测量上试件夹具17中的油品的油温。 所述加热台还用于固定上试件夹具17，这可以采用各种固定方式来实现，例如采 用螺钉固定。优选地，如图3至图5所示，所述加热台的相对的两个侧面上分别形成有凸台 81，其中一个侧面上的凸台81形成有固定孔82，所述下试件夹具17位于该两个侧面上的 凸台81之间，并且通过在所述固定孔82内安装螺钉而使得所述下试件夹具17固定到所述 加热台上。即，通过将安装在其中一个凸台81的固定孔82内螺钉紧固，而使得下试件夹具 17紧紧地压靠在另一个凸台81上，从而使得下试件夹具17固定在两个凸台81之间。通 过这种方式，只要使用一个螺钉并能够将下试件夹具17稳定地固定到加热台上，操作比较 方便。当然，在所述加热台如上文所述地包括导热台8、平台9以及位于该导热台8和平台 9之间的加热件的情况下，用于固定下试件夹具17的所述凸台81和固定孔82可以形成在 所述导热台8上。S卩，导热台8的相对的两个侧面上分别形成有凸台81，其中一个侧面上的 凸台81形成有固定孔82。 如图1和图2所示，上述高频往复式摩擦磨损试验机还包括底座1、激振器支架2、 平衡块3和横臂16，其中，所述激振器支架2和上述托板13固定在所述底座1上，所述激振 器4而可转动地安装在所述激振器支架2上，所述横臂16用于吊挂砝码15并固定在所述 上试件夹具7上，所述平衡块3安装在所述激振器4的外壳的安装杆41上。所述平衡块3 能够在所述安装杆41上沿安装杆41的轴向滑动，从而使得推杆6保持水平。 上述高频往复式摩擦磨损试验机除了上文所述的机械结构之外，通常还包括控制 系统和工控机。由于本实用新型仅涉及上述机械结构，因此对控制系统和工控机不作具体 说明。 下面简要说明利用上述高频往复式摩擦磨损试验机来测定油品的摩擦磨损性能 的工作过程。 工作时，将上试件19 (钢球)固定到上试件夹具7上，将下试件20 (试验片)固定 到下试件夹具17上，并在下试件夹具17内注入待测的试验油品，使得下试件20浸在该试 验油品中。然后将上试件夹具7和下试件夹具17分别安装到推杆6和加热台上。通过调 节平衡块3使得推杆6保持水平，然后固定平衡块3，使得平衡块3在试验机工作时不会发 生移动。通过在横臂16上悬挂适当的砝码15而为上试件19提供所需的载荷。通过加热 台的加热而使得试验油品达到所需的温度，该温度通过温度传感器21来测量。然后启动激 振器4，激振器4的振动头驱动推杆6前后振动，使得推杆6带动上试件19相对于静止的下 试件20作高频往复运动，即使得上试件19与下试件20快速地相互摩擦。最后测量上试件 19上的磨斑大小，并结合测得的上试件19的位移、上试件19与下试件20相互摩擦产生的 摩擦力、油温和油膜厚度来确定油品的摩擦磨损性能。
权利要求一种高频往复式摩擦磨损试验机，该试验机包括激振器(4)、外套(24)和推杆(6)，其中，所述推杆(6)的一端固定在所述激振器(4)的振动头上，所述外套(24)的一端与所述激振器(4)的外壳固定连接，所述外套(24)套在所述推杆(6)外部，其特征在于，所述试验机还包括弹性片(14)和调距管(25)，所述弹性片(14)固定在所述推杆(6)上并位于所述外套(24)内，所述调距管(25)套在所述推杆(6)外部并且固定在所述外套(24)的另一端，所述调距管(25)的一端位于所述外套(24)内，所述弹性片(14)沿与所述推杆(6)的轴向垂直的方向上的高度大于所述调距管(25)的内径。
2. 根据权利要求l所述的高频往复式摩擦磨损试验机，其特征在于，所述调距管(25) 可调节地固定在所述外套(24)的另一端。
3. 根据权利要求2所述的高频往复式摩擦磨损试验机，其特征在于，所述调距管(25) 与所述外套(24)的另一端螺纹连接或滑动连接，并通过固定件固定。
4. 根据权利要求1至3中任一项所述的高频往复式摩擦磨损试验机，其特征在于，该试 验机还包括压盖(34)，该压盖(34)固定在所述外套(24)的另一端，所述调距管(25)固定 在所述压盖(34)上。
5. 根据权利要求4所述的高频往复式摩擦磨损试验机，其特征在于，所述调距管(25) 包括管部(251)和位于该管部(251)的一端的限位部(252)，所述压盖(34)具有通孔，所述 管部(251)的另一端穿过该通孔，所述管部(251)的外周壁与所述通孔的内周壁滑动连接 或螺纹连接，所述限位部(252)位于所述外套(24)内。
6. 根据权利要求1所述的高频往复式摩擦磨损试验机，其特征在于，该试验机还包括 位移传感器(5)，所述位移传感器(5)包括主体部分和铁芯，所述主体部分和铁芯中的一者 固定在所述外套(24)的内壁上，另一者固定在所述推杆(6)上。
7. 根据权利要求1所述的高频往复式摩擦磨损试验机，其特征在于，该试验机还包 括与所述推杆(6)的另一端固定连接的上试件夹具(7)，以及依次固定连接的下试件夹具 (17)、加热台、弹性支架(11)和托板(13)。
8. 根据权利要求7所述的高频往复式摩擦磨损试验机，其特征在于，所述外套(24)与 所述上试件夹具(7)和下试件夹具(17)通过导线串联连接，所述激振器(4)的外壳与所述 外套(24)的一端之间设置有绝缘圈(23)。
9. 根据权利要求7所述的高频往复式摩擦磨损试验机，其特征在于，该试验机还包括 位于所述加热台内的温度开关(22)。
10. 根据权利要求7所述的高频往复式摩擦磨损试验机，其特征在于，该试验机还包括 固定在所述托板(13)上的力传感器支架(10)和固定在该力传感器支架(10)上的力传感 器(12)，该力传感器(12)的感应头与所述加热台连接。
11. 根据权利要求7所述的高频往复式摩擦磨损试验机，其特征在于，所述加热台包括 导热台(S)、平台(9)以及位于该导热台(8)和平台(9)之间的加热件，所述导热台(8)与 所述下试件夹具(17)固定连接，所述平台(9)与所述弹性支架(11)固定连接。
12. 根据权利要求11所述的高频往复式摩擦磨损试验机，其特征在于，所述加热件为 薄膜型加热片(18)。
13. 根据权利要求7所述的高频往复式摩擦磨损试验机，其特征在于，该试验机还包括 与所述下试件夹具(17)连接的温度传感器(21)。
14.根据权利要求7所述的高频往复式摩擦磨损试验机，其特征在于，所述加热台的相 对的两个侧面上分别形成有凸台(81)，其中一个侧面上的凸台(81)形成有固定孔(82)，所 述下试件夹具(17)位于该两个侧面上的凸台(81)之间，并且通过在所述固定孔(82)内安 装螺钉而使得所述下试件夹具(17)固定到所述加热台上。
专利摘要本实用新型提供了一种高频往复式摩擦磨损试验机，包括激振器(4)、外套(24)和推杆(6)，其中，推杆一端固定在激振器的振动头上，外套一端与激振器的外壳固定连接，外套套在推杆外部，其中，试验机还包括弹性片(14)和调距管(25)，弹性片固定在推杆上并位于外套内，调距管套在推杆外部并且固定在外套另一端，调距管一端位于外套内，弹性片沿与推杆的轴向垂直的方向上的高度大于调距管的内径。该试验机中，弹性片与调距管一端之间的沿推杆轴向的距离限定了推杆允许的最大位移，即限定了固定在推杆另一端的上试件夹具以及固定在该上试件夹具上的上试件允许的最大振幅，从而在激振器失控时能够保证预定的试验条件并能够有效地保护激振器。
文档编号G01N19/00GK201532357SQ20092024640
公开日2010年7月21日 申请日期2009年10月27日 优先权日2009年10月27日
发明者刘顺涛, 宋海清, 张建荣, 胡晓明, 陈大忠 申请人:中国石油化工股份有限公司;中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院