試析多功能傳動(dòng)摩擦試驗(yàn)臺(tái)的研發(fā)

趙淵

DOI：10.16660/j.cnki.1674-098X.2017.14.154

摘 要：該文簡(jiǎn)要分析多功能傳動(dòng)摩擦試驗(yàn)臺(tái)的研發(fā)要點(diǎn)，通過對(duì)于齒輪、圓盤等在不同轉(zhuǎn)速條件以及荷載條件下的摩擦情況，了解摩擦接觸特性，以便于為傳動(dòng)零件摩擦機(jī)理的研究奠定一定基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：傳動(dòng) 摩擦 試驗(yàn)臺(tái)研發(fā)

中圖分類號(hào)：TH133.33 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2017）05（b）-0154-02

近年來，我國(guó)提高了對(duì)于重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的重視，在機(jī)械傳動(dòng)實(shí)驗(yàn)室中，滾動(dòng)條件下與滑動(dòng)條件下，兩接觸面的表面科學(xué)是有關(guān)專家關(guān)注的問題，比如在不同荷載條件及其轉(zhuǎn)速條件下，齒輪極其圓盤的運(yùn)轉(zhuǎn)情況以及摩擦造成的材料損壞程度等，同時(shí)，運(yùn)轉(zhuǎn)過程中滾滑接觸的實(shí)際情況的研究，均需要專業(yè)化研究平臺(tái)及其實(shí)驗(yàn)設(shè)施的建設(shè)，所以多功能傳動(dòng)摩擦試驗(yàn)臺(tái)的研發(fā)具有較大的價(jià)值。但是在我國(guó)實(shí)踐研究過程中，由于相關(guān)實(shí)驗(yàn)設(shè)備與平臺(tái)的缺乏，嚴(yán)重阻礙了嗎，莫測(cè)傳動(dòng)項(xiàng)目研究工作的開展，因此，設(shè)計(jì)多功能傳動(dòng)摩擦試驗(yàn)臺(tái)用于研究，能夠?qū)崿F(xiàn)齒輪、圓盤等設(shè)備在不同表面接觸情況的實(shí)驗(yàn)，且有助于開展參數(shù)檢測(cè)等研究。同時(shí)，由于多功能傳動(dòng)設(shè)備具有一定特殊性，且其運(yùn)用范圍較廣，能夠?qū)崿F(xiàn)社會(huì)效益與經(jīng)濟(jì)效益的有機(jī)結(jié)合。

1 多功能傳動(dòng)摩擦試驗(yàn)臺(tái)的研發(fā)分析

1.1 試驗(yàn)臺(tái)工作參數(shù)及其測(cè)試參數(shù)

研發(fā)多功能傳動(dòng)摩擦試驗(yàn)臺(tái)的實(shí)際目標(biāo)即通過試件的運(yùn)行，研究摩擦及其摩擦傳動(dòng)過程中的機(jī)理，通過工作參數(shù)的調(diào)節(jié)，明確不同狀態(tài)對(duì)于摩擦試件的影響，在試驗(yàn)臺(tái)的研發(fā)過程中的重點(diǎn)包括工作參數(shù)及其測(cè)試參數(shù)兩方面。

工作參數(shù)：傳動(dòng)摩擦試驗(yàn)臺(tái)中，工作參數(shù)包括多個(gè)變量，即運(yùn)轉(zhuǎn)、時(shí)間、加載等變量的實(shí)際形式。需要指出的是，運(yùn)轉(zhuǎn)包括主軸的振動(dòng)、電機(jī)的轉(zhuǎn)速以及功率等；時(shí)間變量指的是實(shí)驗(yàn)時(shí)間的變化；加載變量指的是荷載大小的變化。通過工作參數(shù)的調(diào)整，開展屬于不同狀態(tài)環(huán)境中的傳動(dòng)摩擦實(shí)驗(yàn)[1]。

測(cè)試參數(shù)：在傳動(dòng)摩擦試驗(yàn)中，測(cè)試參數(shù)指的是在明確的工作參數(shù)環(huán)境中，隨著實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的運(yùn)行，試件所變現(xiàn)出來的實(shí)際情況，需要指出的是，傳動(dòng)摩擦實(shí)驗(yàn)的測(cè)試參數(shù)主要包括摩擦溫度、摩擦系數(shù)、滾滑比機(jī)器磨損程度，而在傳動(dòng)實(shí)驗(yàn)測(cè)試系統(tǒng)中，測(cè)試參數(shù)包括傳動(dòng)效率與傳功比。

1.2 試驗(yàn)臺(tái)系統(tǒng)化設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

（1）結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性

保障結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性是實(shí)驗(yàn)有序開展的基礎(chǔ)，所以，在試驗(yàn)臺(tái)系統(tǒng)化設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)保障試驗(yàn)臺(tái)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性及其堅(jiān)固性，比如在設(shè)計(jì)機(jī)床的主要結(jié)構(gòu)是，可以選擇整體鑄件或者選用強(qiáng)度有保障的材料，同時(shí)，在設(shè)計(jì)過程中應(yīng)當(dāng)保障其精度，保障在一定范圍的轉(zhuǎn)速下能夠穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，保障運(yùn)轉(zhuǎn)頻率及其轉(zhuǎn)速的一致性。

（2）可靠性

只有保障試驗(yàn)臺(tái)的可靠性，才能有效提升實(shí)驗(yàn)過程中產(chǎn)生數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，所以，設(shè)計(jì)人員在選取系統(tǒng)部件，比如導(dǎo)軌、機(jī)架、機(jī)座、電機(jī)、傳感器、電腦控制系統(tǒng)，數(shù)據(jù)信息處理系統(tǒng)等時(shí)，應(yīng)當(dāng)保障各個(gè)部件性能良好，且部件精確度高，以此才能從根本上提升多功能試驗(yàn)臺(tái)研發(fā)的可靠性。

（3）抗干擾能力

現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展速度較快，但是就通信設(shè)備來看，以往的通信設(shè)備由于信息的干擾，難以保障數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確性，甚至影響系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。所以，在設(shè)計(jì)試驗(yàn)臺(tái)的過程中，工作人員應(yīng)當(dāng)良好控制傳動(dòng)摩擦的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，避免試驗(yàn)臺(tái)對(duì)于周邊設(shè)備運(yùn)行的影響，同時(shí)也避免周邊設(shè)備對(duì)試驗(yàn)臺(tái)形成的電磁干擾，阻礙其正常運(yùn)行[2]。

（4）可拓展性

隨著試驗(yàn)臺(tái)運(yùn)用功能的變化，為了適應(yīng)現(xiàn)代化實(shí)驗(yàn)研究的發(fā)展要求，設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)明確自身研發(fā)方向，盡可能保障試驗(yàn)臺(tái)控制系統(tǒng)的功能及其結(jié)構(gòu)的完整性，保障其具備良好的可拓展性。同時(shí)，針對(duì)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)而言，設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)強(qiáng)化程序的測(cè)試，保障其各項(xiàng)功能的正常。

（5）實(shí)時(shí)性

隨著實(shí)驗(yàn)環(huán)境的變化，工作參數(shù)應(yīng)當(dāng)能夠在較短時(shí)間內(nèi)完成其變化，以此才能獲取在不同實(shí)驗(yàn)環(huán)境下的傳動(dòng)摩擦特性，也就是說，傳動(dòng)摩擦試驗(yàn)臺(tái)的研發(fā)應(yīng)當(dāng)具備實(shí)時(shí)反應(yīng)的性能。在試驗(yàn)臺(tái)運(yùn)行過程中，需要控制的參數(shù)主要包括位移、轉(zhuǎn)速、油溫及其載力等數(shù)據(jù)，通過各參數(shù)的實(shí)時(shí)采集，能夠幫助實(shí)驗(yàn)人員及時(shí)編制相關(guān)數(shù)據(jù)變化趨勢(shì)圖，以便于通過數(shù)據(jù)的分析得到實(shí)驗(yàn)機(jī)理。

（6）安全性

試驗(yàn)臺(tái)由工作人員直接操作，所以試驗(yàn)臺(tái)的安全性設(shè)計(jì)是重點(diǎn)內(nèi)容，設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)將操作時(shí)的失誤可能產(chǎn)生的危險(xiǎn)納入考慮范圍。所以，試驗(yàn)臺(tái)的電機(jī)應(yīng)當(dāng)具備過流保護(hù)、超速報(bào)警燈基本功能；傳感器應(yīng)當(dāng)具備斷線停機(jī)動(dòng)能；為主軸及其載力預(yù)設(shè)合理的限制參數(shù)，以此發(fā)揮其誤差超限斷電功能；操作臺(tái)應(yīng)當(dāng)具備快速停止的功能，同時(shí)應(yīng)當(dāng)設(shè)置報(bào)警器，接受來自各個(gè)系統(tǒng)的報(bào)警信息，使操作人員在較短時(shí)間內(nèi)明確試驗(yàn)臺(tái)存在的問題，保障其安全操作。

1.3 試驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)方案的確定

一般來說，機(jī)床包括臥式與立式兩種結(jié)構(gòu)，傳動(dòng)摩擦試驗(yàn)臺(tái)與此類似，但在實(shí)際的研發(fā)過程中通常采用立式，也就是垂直布置其加載與驅(qū)動(dòng)裝置，通過載體的添加實(shí)現(xiàn)載力的變更，這一結(jié)構(gòu)的操作相對(duì)較為簡(jiǎn)單，便于制造與加工，可以通過模具的安裝以實(shí)現(xiàn)其功能。另外，立式試驗(yàn)臺(tái)的運(yùn)用優(yōu)勢(shì)十分突出，比如，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，能夠良好控制加載軸及驅(qū)動(dòng)軸的平行性，且占地面積不大，所以，在以往的試驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)工作中，由于制造技術(shù)的欠缺，立式試驗(yàn)臺(tái)的運(yùn)用較為常見。近年來，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，立式試驗(yàn)臺(tái)的不足逐漸暴露，例如，裝卸困難、精度低、荷載變更困難等，所以立式試驗(yàn)臺(tái)的適用性不高?，F(xiàn)階段，試驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榕P式結(jié)構(gòu)，但是臥式結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、自由度不高、占地面積大，臥式結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)表現(xiàn)在精度高、裝卸簡(jiǎn)單、防振性能良好，載力的變換也較為簡(jiǎn)單。所以，通過臥式結(jié)構(gòu)的完善能夠?qū)崿F(xiàn)多種傳動(dòng)實(shí)驗(yàn)的開展，本次多功能傳功摩擦試驗(yàn)臺(tái)優(yōu)先選取臥式[3]。

2 結(jié)語

該文提出了多功能傳動(dòng)摩擦試驗(yàn)臺(tái)的工作參數(shù)及其測(cè)試參數(shù)，明確了試驗(yàn)臺(tái)系統(tǒng)化設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，并最終確定試驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)方案。分析發(fā)現(xiàn)，多功能摩擦試驗(yàn)臺(tái)的運(yùn)行具備突出優(yōu)勢(shì)，能夠完成數(shù)據(jù)的分析以及信息的存儲(chǔ)，同時(shí)能夠完成不同工作環(huán)境下工作參數(shù)的變換，該試驗(yàn)臺(tái)操作方式簡(jiǎn)單，能夠保障操作人員的安全，其研發(fā)具有一定推廣價(jià)值，能夠在傳動(dòng)摩擦機(jī)理的研究過程中發(fā)揮積極意義。

參考文獻(xiàn)

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[3] 王劍，耿玉旭，程志濤.多功能摩擦傳動(dòng)實(shí)驗(yàn)機(jī)研制與實(shí)驗(yàn)研究[J].機(jī)械科學(xué)與技術(shù)，2016，10（19）：1452-1453.