結(jié)合面接觸剛度和單位接觸面積比快速測(cè)量裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于結(jié)合面接觸參數(shù)測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域,具體設(shè)及一種結(jié)合面接觸剛度和單位 接觸面積比快速測(cè)量裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著對(duì)機(jī)床等設(shè)備的精度要求越來越高,對(duì)于影響機(jī)構(gòu)力學(xué)性能的結(jié)合面的研究 顯得更加重要。結(jié)合面的相關(guān)參數(shù)對(duì)機(jī)床等設(shè)備的整機(jī)力學(xué)性能的影響主要表現(xiàn)在結(jié)合面 的接觸剛度和接觸阻巧,而結(jié)合面的接觸面積是接觸剛度和接觸阻巧的直接來源,因此獲 得準(zhǔn)確的結(jié)合面參數(shù)為機(jī)床等設(shè)備的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供理論指導(dǎo)。當(dāng)前對(duì)接合面接觸剛度的計(jì) 算主要是從模型入手,通過建立結(jié)合面的接觸模型,通過力學(xué)公式計(jì)算出來,該種方法的缺 點(diǎn)是過于理想化,造成計(jì)算的接觸剛度與實(shí)際存在較大的偏差;同時(shí)結(jié)合面的接觸剛度受 到實(shí)際表面微凸體的影響很大,結(jié)合面微凸體的無規(guī)律性導(dǎo)致了接觸剛度與所受載荷關(guān)系 的非線性,因此通過理想化模型計(jì)算出來的結(jié)果很難獲得較高精度的接合面接觸剛度。結(jié) 合面的真實(shí)接觸面積的計(jì)算主要是在理論假設(shè)階段,該理論假設(shè)主要基于統(tǒng)計(jì)學(xué)方法,通 過建立表面粗趟峰高度分布進(jìn)而對(duì)接觸表面的真實(shí)接觸面積進(jìn)行數(shù)學(xué)上的積分運(yùn)算獲得。 該方法的缺點(diǎn)在于,結(jié)合面接觸模型的假設(shè)對(duì)于結(jié)合面的真實(shí)接觸面積的研究具有局限 性,因?yàn)榻Y(jié)合面由于加工方法的不同會(huì)產(chǎn)生不同的表面形貌,統(tǒng)計(jì)學(xué)模擬的粗趟峰高度并 不能較準(zhǔn)確的表達(dá)具體的表面,同時(shí)該接觸模型只是基于彈塑性接觸理論,并沒有設(shè)及到 微觀滑移、蠕變等更精細(xì)的接觸現(xiàn)象,因而計(jì)算出的接觸面積只能作為相關(guān)參考,不能真實(shí) 的反映該結(jié)合面的接觸面積。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003] 本發(fā)明的目的是提供一種結(jié)合面接觸剛度和單位接觸面積比快速測(cè)量裝置,解決 了現(xiàn)有方法過于理想化,造成計(jì)算的接觸剛度與實(shí)際值存在較大偏差的問題。
[0004] 本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是,結(jié)合面接觸剛度和單位接觸面積比快速測(cè)量裝置, 包括通過加載裝置和測(cè)量裝置;加載裝置包括支架,沿支架豎軸方向,從支架頂板至支架底 板之間依次設(shè)置有加載組件、上試件、下試件、支撐組件和調(diào)整組件,加載組件固定在支架 頂板,其施加端面壓在上試件的非測(cè)量端面上,上試件的測(cè)量端面與下試件的測(cè)量端面接 觸,下試件的非測(cè)量端面壓在支撐組件上,支撐組件下部通過調(diào)整組件進(jìn)行定位,調(diào)整組件 對(duì)整個(gè)測(cè)量進(jìn)行安裝、卸載工作;所述測(cè)量裝置包括主機(jī)W及與主機(jī)通過控制信號(hào)連接的 液壓控制系統(tǒng),液壓控制系統(tǒng)通過加載信號(hào)與加載組件連接。
[0005] 本發(fā)明的特點(diǎn)還在于,
[0006] 加載組件包括安裝在支架頂板的液壓加載裝置,液壓加載裝置輸出端與液壓缸連 接,液壓缸進(jìn)給端與測(cè)力計(jì)相連,測(cè)力計(jì)固定在壓頭的上端面,壓頭內(nèi)腔裝有橫向超聲波傳 感器,壓頭的加載平面與上試件非測(cè)量面接觸。
[0007] 橫向超聲波傳感器的支撐端通過彈性墊圈I固定在壓頭內(nèi)腔的頂面。
[000引主機(jī)與橫向超聲波發(fā)生器通過信號(hào)線連接,橫向超聲波發(fā)生器通過信號(hào)線與橫向 超聲傳感器相連;主機(jī)與橫向超聲波接收器通過信號(hào)線連接,橫向超聲波接收器通過信號(hào) 線與橫向超聲傳感器相連。
[0009] 上試件兩側(cè)分別設(shè)置有圓孔,圓孔內(nèi)裝有禍流傳感器,每個(gè)禍流傳感器的測(cè)頭豎 直對(duì)準(zhǔn)下試件。
[0010] 上試件的測(cè)量平面與下試件的測(cè)量平面等面積接觸。
[0011] 支撐組件包括支座,支座的支撐平面與下試件的非測(cè)量端面接觸,支座的內(nèi)腔裝 有縱向超聲波傳感器,縱向超聲波傳感器的支撐端通過彈性墊圈II固定在支座內(nèi)腔的底 面。
[0012] 主機(jī)與縱向超聲波發(fā)生器通過信號(hào)線連接,縱向超聲波發(fā)生器通過信號(hào)線與縱向 超聲波傳感器相連;主機(jī)與縱向超聲波接收器通過信號(hào)線連接,縱向超聲波接收器通過信 號(hào)線與縱向超聲傳感器相連。
[0013] 調(diào)整組件包括套筒和螺栓,套筒固定在支架框內(nèi)的底板上,所述螺栓與支架的底 板連接,支座的下端面與螺栓的尾部端面接觸。
[0014] 本發(fā)明的有益效果是,本發(fā)明結(jié)合面接觸剛度和單位接觸面積比快速測(cè)量裝置, 可W獲得結(jié)合面橫向接觸剛度、縱向接觸剛度、結(jié)合面的相對(duì)位移、結(jié)合面單位接觸面積 比、結(jié)合面遲滯阻巧損耗;通過并行測(cè)量結(jié)合面各個(gè)參數(shù),提高了上述測(cè)量參數(shù)的準(zhǔn)確性、 可靠性。同時(shí)本發(fā)明的測(cè)量裝置,在結(jié)構(gòu)受力設(shè)計(jì)方面采用對(duì)稱支撐方式,使結(jié)合面的受力 更為均勻。
【附圖說明】
[0015] 圖1是本發(fā)明結(jié)合面接觸剛度和單位接觸面積比快速測(cè)量裝置的整體結(jié)構(gòu)示意 圖;
[0016] 圖2是本發(fā)明結(jié)合面接觸剛度和單位接觸面積比快速測(cè)量裝置中加載組件的結(jié) 構(gòu)圖;
[0017] 圖3是本發(fā)明結(jié)合面接觸剛度和單位接觸面積比快速測(cè)量裝置中支撐組件的結(jié) 構(gòu)圖。
[001引圖中,1.液壓加載裝置,2.液壓缸,3.支架,4.測(cè)力計(jì),5.彈性墊圈1,6.橫向超 聲波傳感器,7.壓頭,8.上試件,9.禍流傳感器,10.下試件,11.支座,12.縱向超聲波傳感 器,13.彈性墊圈11,14.套筒,15.螺栓。
【具體實(shí)施方式】
[0019] 下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0020] 本發(fā)明結(jié)合面接觸剛度和單位接觸面積比快速測(cè)量裝置,如圖1所示,包括通過 信號(hào)線連接的加載裝置和測(cè)量裝置;加載裝置包括支架3,沿支架3豎軸方向,從支架3頂 板至支架3底板之間依次設(shè)置有加載組件、上試件8、下試件10、支撐組件和調(diào)整組件,加載 組件固定在支架3頂板,其施加平面壓在上試件8的非測(cè)量端面上,上試件8的測(cè)量端面與 下試件10的測(cè)量端面接觸,下試件10的非測(cè)量端面壓在支撐組件上,支撐組件下部通過調(diào) 整組件進(jìn)行定位,調(diào)整組件對(duì)整個(gè)測(cè)量進(jìn)行安裝、卸載工作;測(cè)量裝置包括主機(jī)W及與主機(jī) 通過信號(hào)線連接的液壓控制系統(tǒng),液壓控制系統(tǒng)通過信號(hào)線與加載組件連接。
[0021] 如圖2所示,加載組件包括安裝在支架3頂板的液壓加載裝置1,液壓加載裝置1 輸出端與液壓缸2連接,液壓缸2進(jìn)給端與測(cè)力計(jì)4相連,測(cè)力計(jì)4固定在壓頭7的上端面, 壓頭7內(nèi)腔裝有橫向超聲波傳感器6,橫向超聲波傳感器6的支撐端通過彈性墊圈15固定 在壓頭7內(nèi)腔的頂面,橫向超聲波傳感器6的作用端面稍微超出壓頭7的加載水平面,當(dāng)施 加加載力后,由于彈性墊圈15的作用,橫向超聲波傳感器6的工作端面與壓頭7的加載平 面處于同一水平且使得橫向超聲波傳感器6的工作端面上的壓電晶片很好的與上試件8接 觸,壓頭7的加載平面與上試件8非測(cè)量面接觸。
[0022] 主機(jī)與橫向超聲波發(fā)生器通過信號(hào)線連接,橫向超聲波發(fā)生器與橫向超聲傳感器 6連接;主機(jī)與橫向超聲波接收器通過信號(hào)線連接,橫向超聲波接收器與橫向超聲傳感器6 連接。
[0023] 上試件8兩側(cè)分別設(shè)置有圓孔,圓孔內(nèi)裝有禍流傳感器9,每個(gè)禍流傳感器9的側(cè) 頭豎直對(duì)準(zhǔn)下試件10,沿平行于豎直方向且對(duì)稱于圓柱試件柱屯、的周圍布置。
[0024] 上試件8的測(cè)量端面與下試件10的測(cè)量端面等面積接觸。
[0025] 如圖3所示,支撐組件包括支座11,支座11的支撐平面與下試件10的非測(cè)量端面 接觸,支座11的內(nèi)腔裝有縱向超聲波傳感器12,縱向超聲波傳感器12的支撐端通過彈性墊 圈1113固定在支座11內(nèi)腔的底面,縱向超聲波傳感器12的作用端面稍微超出支座11的 支撐水平面,當(dāng)施加加載力后,由于彈性墊圈1113的彈性壓緊作用,縱向超聲波傳感器12 的工作端面與支座11的支撐平面處于同一水平且使得縱向超聲波傳感器12的工作端面上 的壓電晶片很好的與下試件10接觸。
[0026] 主機(jī)與縱向超聲波發(fā)生器通過控制信號(hào)連接,縱向超聲波發(fā)生器與縱向超聲傳感 器12連接;主機(jī)與縱向超聲波接收器通過信號(hào)線連接,縱向超聲波接收器與縱向超聲傳感 器12連接。
[0027] 調(diào)整組件包括套筒14和螺栓15,套筒14固定在支架3框內(nèi)底板的上端面,同時(shí)套 在支座11下端圓柱體,螺栓15與支架3的底板螺紋孔配合,支座11的下端面與螺栓15的 尾部端面接觸。
[002引采用本發(fā)明快速測(cè)量裝置測(cè)量結(jié)合面接觸剛度和單位接觸面積比的方法為:
[0029] 1)首先主機(jī)向液壓控制系統(tǒng)發(fā)送加載信號(hào),液壓控制系統(tǒng)開始控制液壓加載裝置 1進(jìn)行工作,液壓加載裝