(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 202210576379.5 (22)申请日 2022.05.25 (71)申请人 中国兵器装备集团西南 技术工程研 究所 地址 400039 重庆市九龙坡区渝州路3 3号 (72)发明人 李迪凡　李鸿飞　杨万均　罗来正　 杨小奎　王晓辉　陈源　罗丹　 刘群　陈星昊　杨昊雨　李景育　 (74)专利代理 机构 重庆立川知识产权代理事务 所(普通合伙) 50285 专利代理师 廖明亮 (51)Int.Cl. G01N 3/02(2006.01) G01N 3/56(2006.01) (54)发明名称 一种砂尘环境-摩擦磨损动态试验 装置 (57)摘要 本发明提供了一种砂尘环 境‑摩擦磨损动态 试验装置， 包括箱体内的动力系统、 喷砂系统， 动 力系统连接摩擦磨损组件， 摩 擦磨损组件连接加 载系统， 摩擦磨损组件下方设有回砂系统； 采用 隔板将箱体内腔分隔成四个相互独立的闭式空 间， 加载系统设置在上部空间， 摩擦磨损组件设 置在中部空间， 回砂系统设置在下部空间， 吸尘 系统设置在侧部空间， 吸尘系统与中部空间相 通。 不仅能够在加载状态下 以低成本、 易控制的 方式稳定地、 灵活地开展砂尘环境 ‑摩擦磨损试 验而且能够实现砂尘环境 ‑摩擦磨损试验过程中 波形加载和直线加载的实时切换， 还能够自适应 并消除试验过程中加载杆的高频率轴向震颤和 径向偏移， 能够确保加载系统及其核心部件稳 定、 顺利、 灵活地 运行。 权利要求书2页 说明书8页 附图8页 CN 114878311 A 2022.08.09 CN 114878311 A 1.一种砂尘环境 ‑摩擦磨损动态试验装置， 包括可封 闭的箱体和设置在箱体内的动力 系统、 喷砂系统， 其特征在于： 动力系统连接摩擦磨损组件， 摩擦磨损组件上部连接加载系 统， 摩擦磨损组件下方设有回砂系统； 采用隔板将箱体内腔分隔成四个相互独立的闭式空 间， 加载系统设置在上部空间， 摩擦磨损组件设置在中部空间， 回砂系统设置在下部空间， 吸尘系统设置在侧部空间， 吸尘系统与中部空间相通； 加载系统包括多根立式布置的滑杆 (10)， 滑杆(10)之间立式布置有丝杠(11)， 丝杠(11)上端 连接伺服电机(13)、 下端转动连接 上隔板(14)， 丝杠(11)通过活动座(12)连接加载杆(18)， 加载杆(18)上部伸入 上部空间、 下 部伸入中部空间， 加载杆(18)下端的上夹具(19)与中部空间内的下夹具(33)相配合； 伺服 电机(13)运行时带动丝杠(11)转动， 进而驱动活动座(12)和加载杆(18)同步升降； 伺服电 机(13)停止 时活动座(12)和加载杆(18)保持不动； 下夹具(33)连接动力系统， 借助于动力 系统驱动下夹具(3 3)在水平方向往复移动。 2.根据权利要求1所述的砂尘环境 ‑摩擦磨损动态试验装置， 其特征在于： 所述活动座 (12)两侧分别通过滑块(15)连接在滑杆(10)上， 在活动座(12)上设置有上座体(16)和下座 体(17)， 上座体(16)和下座体(17)上分别设置有同轴布置的孔， 加载杆(18)自上往下依次 穿过下座体(17)、 上隔板(14)， 加载杆(18)与上隔板(14)的配合方式为活动密封， 在下座体 (17)上方设有压力传 感器(20)， 压力传 感器(20)的压力杆(21)向上穿过上座体(16)， 压力 杆(21)上套设有弹簧(22)， 弹簧(22)下端抵靠压力杆(21)上的限位台、 上端抵靠上座体 (16)， 加载杆(18)顶端抵靠压力传 感器(20)； 当加载杆(18)作用在试样上且弹簧(22)处于 压缩状态时， 借助于弹簧(22)将加载力传递给加载杆(18)， 进而传递给试样； 当弹簧(22)复 位后， 作用在试样上的加载力消除。 3.根据权利要求2所述的砂尘环境 ‑摩擦磨损动态试验装置， 其特征在于： 所述摩擦磨 损组件包括框座(30)， 框座(30)安装在中隔板(50)上， 框座(30)顶板的上表面水平设置有 滑轨(31)， 滑轨(31)上配合设置有滑座(32)， 滑座(32)上固定所述下夹具(33)， 滑座(32)通 过连杆组件连接所述动力系统的输出端； 沿框座(30)四个侧壁均设置有防尘盖板(34)， 防 尘盖板(34)底端密封连接在框座(30)底板上， 防尘盖板(34)顶端密封连接在框座(30)顶板 上， 采用设置在框座(30)顶板上方的风琴防尘罩(35)将滑轨(31)、 滑座(32)罩住， 下夹具 (33)的夹持部裸露在风琴防尘罩(35)外， 由防尘盖板(34)、 框座(30)顶板、 风琴防尘罩(35) 共同围合 成密闭空间； 所述动力系统运行时， 通过连杆组件 带动滑座(32)、 下夹具(33)在水 平方向往复运动， 且连 杆组件、 滑座(32)始终在 密闭空间内运行。 4.根据权利要求3所述的砂尘环境 ‑摩擦磨损动态试验装置， 其特征在于： 所述连杆组 件包括第一活动连杆(40)， 第一活动连杆(40)连接所述动力系统的输出端， 在第一活动连 杆(40)上固定设置有第一连接销(41)， 第一连接销(41)连接第二活动连杆(42)的其中一 端， 第二活动连杆(42)另一端连接在第二连接销(43)上， 第二连接销(43)固定在连接块 (44)上， 连接块(44)固定在所述滑座(32)上， 所述动力系统运行时带动第一活动连杆(40) 转动， 进而带动第二活动连杆(42)摆动； 连接块(44)具有条形孔(45)， 第二连接销(43)纵向 插入条形孔(45)中， 采用横向穿设在连接块(44)上的螺钉(46)伸入 条形孔(45)内并将第二 连接销(43)抵紧、 固定； 当螺钉(46)伸入 条形孔(45)内的长度不同时， 通过所述连杆 组件带 动滑座(32)、 下夹具(3 3)在水平方向往复运动的行程 也不同。 5.根据权利要求4所述的砂尘环境 ‑摩擦磨损动态试验装置， 其特征在于： 所述回砂系权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114878311 A 2统包括连接在中隔板(50)底壁的斗形容器(51)， 中隔板(50)采用孔板， 斗形容器(51)的顶 口面积不小于中隔板(5 0)上的通 孔面积， 斗形容器(51)底部连接底板(52)。 6.根据权利要求5所述的砂尘环境 ‑摩擦磨损动态试验装置， 其特征在于： 所述喷砂系 统包括喷砂管(53)， 喷砂管(53)上设置有喷砂泵， 喷砂管(53)其中一个进口位于斗形容器 (51)内， 喷砂管(53)出口的喷砂嘴组件(54)位于下夹具(33)斜上方； 喷砂嘴组件(54)通夹 子(56)安装在支架上， 支架固定在中隔板(14)上， 支架包括圆柱形横杆(57)和连接在圆柱 形横杆(57)上的立杆(58)； 夹子(56)由两个夹体和相应的锁紧组件构成， 夹子(56)上设置 有纵向布置的第一孔， 喷砂嘴组件(54)的连杆(55)插入第一孔内并借助于穿设在夹子(56) 上的螺钉进行固定； 在夹子(56)上还设置有横布置的第二孔， 圆柱形横杆(57)插入第二孔 内； 当连杆(55)被固定且夹子(56)处于非锁紧状态时， 在外力驱动下， 夹子(56)绕着圆柱形 横杆(57)转动的过程中喷砂嘴组件(54)跟随夹子(56)作适应性转动； 当连杆(55)未被固定 时， 在外力驱动下， 连 杆(55)能够顺着第一 孔移动。 7.根据权利要求6所述的砂尘环境 ‑摩擦磨损动态试验装置， 其特征在于： 所述吸尘系 统的吸尘口位于中部空间的中上区域。 8.根据权利要求7所述的砂尘环境 ‑摩擦磨损动态试验装置， 其特征在于： 所述防尘盖 板(34)为斜板， 由所有防尘盖板(34)围合成的罩体呈倒锥 台形， 倒锥 台形底端的截面积小 于框座(30)底板上壁的表面积。 9.根据权利要求8所述的砂尘环境 ‑摩擦磨损动态试验 装置， 其特 征在于： 所述动力系统、 所述喷砂系统、 所述加载系统、 所述吸尘系统分别连接计算机控制设 备， 计算机控制设备包括存储器、 处理器及 存储在存储器上并可在处理器上运行的程序， 所 述处理器执行所述程序时实现以下步骤/功能： S1， 控制所述加载系统的伺服电机(13)正向运行， 当压力传感器(20)反馈的加载力达 到预设值后控制伺服电机(13)停止； S2， 控制所述动力系统的驱动电机按预设转速转动， 进而带动滑座(32)、 下夹具(33)在 水平方向按预设频率往复运动； S3， 控制所述喷砂系统和所述吸尘系统运行， 当所述动力系统停止运行5 ‑10秒后， 控制 所述喷砂系统和所述吸尘系统关闭。 10.根据权利要求8所述的砂尘环境 ‑摩擦磨损动态试验 装置， 其特 征在于： 所述动力系统、 所述喷砂系统、 所述加载系统、 所述吸尘系统分别连接计算机控制设 备， 计算机控制设备包括存储器、 处理器及 存储在存储器上并可在处理器上运行的程序， 所 述处理器执行所述程序时实现以下步骤/功能： S1， 控制所述加载系统的伺服电机(13)正向运行， 当压力传感器(20)反馈的加载力达 到预设值后控制伺服电机(13)停止； S2， 控制所述动力系统的驱动电机按预设转速转动， 进而带动滑座(32)、 下夹具(33)在 水平方向按预设频率往复运动； S3， 控制所述加载系统的伺服电机(13)按照预设频率 正反转交替 运行； S4， 控制所述喷砂系统和所述吸尘系统运行， 当所述动力系统停止运行5