1.一种模拟真空环境下轴承摩擦磨损试验装置,其特征在于:包括真空系统(1)和加载系统(2),所述真空系统(1)提供摩擦磨损试验所需的真空环境和放置试验样品的平台,所述加载系统(2)提供摩擦磨损试验所需的加载平台;
所述加载系统(2)包括加载机构(20)和升降机构(21);所述升降机构(21)包括升降机架(214)、中间连接板、拉力机(210)、传动杆支座(212)和升降板(213),所述拉力机(210)固定在所述升降机架(214)顶部,升降板(213)设置在拉力机(210)下方,拉力机(210)的传动杆(211)通过传动杆支座(212)连接升降板(213),拉力机(210)工作时通过传动杆驱动升降板(213)的升降;所述中间连接板水平固定在升降板(213)下方的升降机架(214)上,升降机构(21)的中间连接板上设置有一个中心通孔和三个承载组件(14)安装孔,摩擦磨损机构(11)设置在中间连接板下方,真空罐(10)固定安装在中间连接板的上表面上;所述加载机构(20)包括承载盘(203)、加载砝码(202)、导杆(200)和导杆支座(201),所述导杆(200)设置有三根且三根导杆(200)围绕所述第二承载盘(203)的中心均匀分布,所述导杆支座(201)固定在升降机构(21)的升降板(213)上,所述导杆支座(201)设置有三个,三根导杆(200)的上方依次穿过三个导杆支座(201);所述加载砝码(202)加载在承载盘(203)上;
所述真空系统(1)包括真空罐(10)、摩擦磨损机构(11)、抽气装置(12)、承载组件(14)和波纹管组件(13);
所述真空罐(10)包括真空罐体,真空罐体上设置有加载端口(101)、承载端口(105)、观察窗(103)、电连接输入端口(100)、电连接输出端口(102)、抽气端口(104)和底部通孔,所述真空罐体的顶部罐盖上绕其中心均匀开设有三个加载端口(101),真空罐体的底部中心设置有底部通孔,真空罐体的底部绕其中心均匀开设有三个承载端口(105),观察窗(103)设置在真空罐体的侧面,观察窗(103)用于观察摩擦磨损实验时真空罐(10)内实际情况;电连接输入端口(100)设置在真空罐体的侧面,电连接输入端口(100)用于连接外部设备的输入电缆;所述电连接输出端口(102)设置在真空罐体的侧面,电连接输出端口(102)用于连接外部设备的输出电缆;所述抽气端口(104)设置在真空罐体的侧面,抽气端口(104)通过抽气管连接抽气装置(12),抽气装置(12)抽取所述真空罐(10)内的气体并达到摩擦磨损试验所需的真空条件;
所述摩擦磨损机构(11)包括旋转实验平台(110)、转接台(111)、磁流体密封轴(112)、第一联轴器(113)、扭矩传感器(114)、第二联轴器(115)、减速器(116)、伺服电机(117)、减速器支架(118)、扭矩传感器支架(119)和驱动底板(1110),所述旋转实验平台(110)固定在转接台(111)上,旋转实验平台(110)的上表面与波纹管组件(13)的底部接触,旋转实验平台(110)的下表面上设置有一圈环形的摩擦区域,旋转实验平台(110)的摩擦区域与试验样品的上表面直接接触;所述转接台(111)的底面上设置有底部安装孔,转接台(111)通过底部安装孔连接磁流体密封轴(112)的输出轴上端,转接台(111)能够跟随磁流体密封轴(112)的输出轴做轴向运动,所述磁流体密封轴(112)的轴套上端通过法兰固定在真空罐(10)的底部通孔外围,磁流体密封轴(112)的轴套外侧固定在中间连接板的中心通孔上;所述磁流体密封轴(112)的输出轴下端依次连接第一联轴器(113)、扭矩传感器(114)、第二联轴器(115)和减速器(116),所述减速器(116)的输入端连接伺服电机(117);所述磁流体密封轴(112)的上端设置在固定在真空罐(10)底部的中心部位,磁流体密封轴(112)的上表面覆盖真空罐(10)的底部通孔;所述伺服电机(117)固定在减速器(116)上,减速器(116)通过减速器支架(118)固定在驱动底板(1110)上,所述扭矩传感器(114)通过扭矩传感器支架(119)固定在驱动底板(1110)上,所述驱动底板(1110)固定在升降机构(21)的升降机架(214)上;
所述波纹管组件(13)设置有三个,三个波纹管组件(13)安装在三个加载端口(101)上;
所述波纹管组件(13)包括压盘(130)、防护外壳(132)、第一波纹管(131)和封盖(133),所述压盘(130)中部设置有竖直设置的压盘(130)轴,压盘(130)轴的上端伸出压盘(130) 的上表面形成承压凸起,压盘(130)轴的承压凸起与加载机构(20)的加载盘的下表面接触,压盘(130)轴的下表面穿过加载端口(101)后压在旋转实验平台(110)的上表面上;所述第一波纹管(131)套装在压盘(130)与加载端口(101)之间的压盘(130)轴上,第一波纹管(131)的上端与压盘(130)密封连接,第一波纹管(131)的下端与加载端口(101)密封连接;所述防护外壳(132)呈管状,防护外壳(132)套装在压盘(130)和第一波纹管(131)外侧,防护外壳(132)的下表面固定在真空罐体的顶部罐盖上,防护外壳(132)的顶部设置有可开闭的封盖(133);
所述承载组件(14)设置有三个,所述承载组件(14)包括承载外壳(145)、力传感器(144)、支撑盘(143)、第二波纹管(142)、试件盒(141)和连接轴(140),三个承载组件(14)的承载外壳(145)固定在中间连接板的三个承载组件(14)安装孔内,承载外壳(145)的上端固定在真空罐(10)的下底面的承载端口(105)周围,所述支撑盘(143)安装在承载外壳(145)上,支撑盘(143)和承载外壳(145)之间设置有力传感器(144),所述支撑盘(143)的上表面设置有垂直于支撑盘(143)设置的支撑轴,支撑轴的顶部连接试件盒(141),试验样品通过连接轴(140)固定在试件盒(141)内且试验样品的试验区域为与旋转实验平台(110)相接触的上表面,所述第二波纹管(142)套装在支撑盘(143)和真空罐体下底面之间的支撑轴上,第二波纹管(142)的下端与支撑盘(143)密封连接,第二波纹管(142)的上端与真空罐体下底面的承载端口(105)周围密封连接。
2.根据权利要求1所述的一种模拟真空环境下轴承摩擦磨损试验装置,其特征在于:所述加载砝码(202)包括小型砝码(2021)和大型砝码(2020),在加载的过程中,小型砝码(2021)套装在承载盘(203)上方的导杆(200)上,大型砝码(2020)顺着三根导杆(200)加载在小型砝码(2021)上方。
3.根据权利要求2所述的一种模拟真空环境下轴承摩擦磨损试验装置,其特征在于:所述大型砝码(2020)呈圆盘状,大型砝码(2020)绕其中心开设有六个通孔,三根导杆(200)穿过大型砝码(2020)上的三个通孔,另外三个通孔通过穿过通孔的螺栓将最顶端的大型砝码(2020)固定在升降板(213)(213)上;所述大型砝码(2020)的圆周侧面上均匀地开设六个圆孔,每个圆孔内均放置有圆柱销(204),两块相邻的大型砝码(2020)之间通过套装在圆柱销(204)上的链扣(205)进行连接,加载大型砝码(2020)时取下对应数量的链扣(205),大型砝码(2020)下落到小型砝码(2021)上对承载盘(203)进行加载。
4.根据权利要求3所述的一种模拟真空环境下轴承摩擦磨损试验装置,其特征在于:相邻的大型砝码(2020)通过套装在间隔设置的三个圆柱销(204)上的链扣(205)进行连接。
5.根据权利要求4所述的一种模拟真空环境下轴承摩擦磨损试验装置,其特征在于:所述大型砝码(2020)设置有大小完全相等的五个。
6.根据权利要求1所述的一种模拟真空环境下轴承摩擦磨损试验装置,其特征在于:所述磁流体密封轴(112)的上端真空罐(10)的底部通孔通过O型密封圈密封。
7.根据权利要求1所述的一种模拟真空环境下轴承摩擦磨损试验装置,其特征在于:所述真空罐体的加载端口(101)、承载端口(105)、观察窗(103)、电连接输入端口(100)、电连接输出端口(102)、抽气端口(104)和底部通孔与外界的连接均为密封连接。
8.根据权利要求1所述的一种模拟真空环境下轴承摩擦磨损试验装置,其特征在于:所述承载外壳(145)上设置有圆柱轨道槽,支撑盘(143)安装在承载外壳(145)的圆柱轨道槽内并能沿着圆柱轨道槽上下运动,支撑盘(143)的下端面设置有与力传感器(144)的探头端相配合的圆形凹槽,力传感器(144)的下端固定在承载外壳(145)的圆柱轨道槽底部,力传感器(144)上放的探头与支撑盘(143)下端面的圆形凹槽相接触。