1.一种基于长圆柱销实现砝码加载的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(206)、砝码防护外壳(202)、导杆(200)、导杆支座(201)、加载砝码(204)、圆柱销和长圆柱销(203),所述导杆(200)设置有三根,导杆支座(201)设置有三个且三个导杆支座(201)均固定在在升降机构的升降板上,三根导杆(200)均竖直设置,三根导杆(200)围绕所述承载盘(206)的中心均匀分布,三根导杆(200)的下端固定在承载盘(206)上,承载盘(206)的下表面放置在承载组件(13)的加载端上,三个导杆(200)的上端穿过三个导杆支座(201);多个加载砝码(204)依次套装在三根导杆(200)上,砝码防护外壳(202)套装在导杆(200)和加载砝码(204)外侧,砝码防护外壳(202)的上端与三个导杆支座(201)固定连接,砝码防护外壳(202)的侧面设置有与加载砝码(204)数量一致且位置一一对应的通孔,长圆柱销(203)穿过砝码防护外壳(202)上的通孔并将加载砝码(204)依次固定在砝码防护外壳(202)上;所述导杆(200)在相邻两块加载砝码(204)之间开设有通孔,圆柱销(205)穿过导杆上的通孔将上下的加载砝码(204)分隔开;
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)和加载组件(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)、第一磁流体密封轴(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)的上表面与加载组件(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第一磁流体密封轴(112)的输出轴上端,转接台(111)能够跟随第一磁流体密封轴(112)的输出轴做轴向运动,所述第一磁流体密封轴(112)的轴套上端通过法兰固定在真空罐(10)的底部通孔外围,第一磁流体密封轴(112)的轴套外侧固定在中间连接板的中心通孔上;所述第一磁流体密封轴(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);所述第一磁流体密封轴(112)的上端设置在固定在真空罐(10)底部的中心部位,第一磁流体密封轴(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;
所述加载组件(13)设置有三个,三个加载组件(13)安装在三个加载端口(101)上;所述加载组件(13)包括第二磁流体密封轴(130)、防护外壳(131)和封盖(132),第二磁流体密封轴(130)的外壳固定在所述真空罐(10)的加载端口上(101),第二磁流体密封轴(130)的输出轴上端与承载盘(206)的底部接触,第二磁流体密封轴(130)的输出轴下端穿过加载端口后接触旋转试验平台(110)的上表面;第二磁流体密封轴(130)的下端与加载端口(101)密封连接;所述防护外壳(131)呈管状,防护外壳(131)套装在第二磁流体密封轴(130)外侧,防护外壳(131)的下表面固定在真空罐体的顶部罐盖上,防护外壳(131)的顶部设置有可开闭的封盖(132);
所述承载组件设置有三个,所述承载组件包括承载外壳(140)、力传感器(141)、第三磁流体密封轴(142)、试件盒(143)和连接轴(144),三个承载组件的承载外壳(140)固定在中间连接板的三个承载组件安装孔内,所述第三磁流体密封轴(142)的上端壳体固定在真空罐(10)的下底面的承载端口(105)周围,所述第三磁流体密封轴(142)设置在承载外壳(140)内部,第三磁流体密封轴(142)的下端输出轴和承载外壳(140)之间设置有力传感器(141),第三磁流体密封轴(142)的的上端穿过承载端口(105)后连接试件盒(143),试验样品(3)通过连接轴(144)固定在试件盒(143)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;
所述第一磁流体密封轴(112)、第二磁流体密封轴(130)和第三磁流体密封轴(142)的输出轴均能在第一磁流体密封轴(112)、第二磁流体密封轴(130)和第三磁流体密封轴142)的外壳内部轴向窜动。
2.根据权利要求1所述的一种基于长圆柱销实现砝码加载的轴承摩擦磨损试验装置,其特征在于:所述加载砝码(204)呈圆盘状。
3.根据权利要求2所述的一种基于长圆柱销实现砝码加载的轴承摩擦磨损试验装置,其特征在于:所述加载砝码(204)表面围绕其中心开设有三个通孔,三个导杆(200)分别穿过加载砝码(204)上的三个通孔。
4.根据权利要求3所述的一种基于长圆柱销实现砝码加载的轴承摩擦磨损试验装置,其特征在于:所述砝码防护外壳(202)呈圆筒状,砝码防护外壳(202)的上下两端口均不封闭。
5.根据权利要求4所述的一种基于长圆柱销实现砝码加载的轴承摩擦磨损试验装置,其特征在于:所述砝码防护外壳(202)的圆周外侧面在竖直方向上开设有与加载砝码(204)数量相同的通孔,并在各个通孔同一高度上围绕所述砝码防护外壳(202)的中心在开设两个通孔。
6.根据权利要求1所述的一种基于长圆柱销实现砝码加载的轴承摩擦磨损试验装置,其特征在于:所述第一磁流体密封轴(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所述的一种基于长圆柱销实现砝码加载的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。