阅读说明：本技术 旋转式摩擦磨损试验的湿度腔装置 (Humidity chamber device for rotary friction wear test ) 是由 李弘恺 胡燕强 王晓力 于 2019-07-26 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种旋转式摩擦磨损试验的湿度腔装置,包括湿度腔主体、密封罩组件、夹具、测力传感器、湿度传感器、旋转平台、电机安装台和电机转轴；湿度腔主体限定出湿度腔且设有上敞口和下敞口；密封罩组件密封上敞口；夹具的上端固定在密封罩组件的内侧面上且可上下和水平移动；测力传感器设置在密封罩组件的外侧面上且位于夹具的上方；湿度传感器安装在湿度腔主体上；旋转平台水平设置于湿度腔中且位于夹具的下方；电机安装台密封于下敞口；电机转轴竖向穿过电机安装台,上端与旋转平台固定,下端与安装在电机安装台下表面上的电机相连。该装置适用于摩擦磨损试验机旋转模块,湿度腔封闭性好,试件更换方便。(The invention discloses a humidity cavity device for a rotary friction wear test, which comprises a humidity cavity main body, a sealing cover assembly, a clamp, a force measuring sensor, a humidity sensor, a rotating platform, a motor mounting table and a motor rotating shaft, wherein the humidity cavity main body is provided with a sealing cover; the humidity cavity body defines a humidity cavity and is provided with an upper opening and a lower opening; the upper opening of the sealing cover component is sealed; the upper end of the clamp is fixed on the inner side surface of the sealing cover assembly and can move up and down and horizontally; the force measuring sensor is arranged on the outer side surface of the sealing cover assembly and is positioned above the clamp; the humidity sensor is arranged on the humidity cavity main body; the rotating platform is horizontally arranged in the humidity cavity and is positioned below the clamp; the motor mounting table is sealed at the lower opening; the motor shaft vertically passes through the motor mounting table, the upper end of the motor shaft is fixed with the rotating platform, and the lower end of the motor shaft is connected with a motor arranged on the lower surface of the motor mounting table. The device is applicable to the friction wear testing machine rotation module, and the humidity chamber closure is good, and the test piece is changed conveniently.)

旋转式摩擦磨损试验的湿度腔装置

技术领域

本发明涉及环境湿度对摩擦磨损性能试验的技术领域，尤其涉及一种旋转式摩擦磨损性能试验的湿度腔装置。

背景技术

研究环境湿度对摩擦磨损性能的影响通常需要借助安装有湿度腔装置的摩擦磨损试验机进行实验。目前，旋转式摩擦磨损试验的湿度腔装置由于结构设计缺陷而导致一些问题出现，如湿度腔密封性较差；湿度腔中的湿度变化无法监测；夹具运动受限；不便观察湿度腔内部试件工作情况；无液体存储结构，容易造成驱动平台的污染；湿度腔腔体体积较大，湿度调节耗时长等问题；这些问题大大地影响试验结果，甚至无法进行旋转式摩擦磨损试验。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种旋转式摩擦磨损试验的湿度腔装置，适用于摩擦磨损试验机旋转模块，湿度腔封闭性好，试件更换方便。

根据本发明实施例的旋转式摩擦磨损试验的湿度腔装置，包括：

湿度腔主体，所述湿度腔主体限定出湿度腔，所述湿度腔主体上设有与所述湿度腔连通的上敞口和下敞口；

密封罩组件，所述密封罩组件罩设于所述上敞口并与所述湿度腔主体密封连接；

夹具，所述夹具的上端固定在所述密封罩组件的内侧面上，所述夹具的下端用于固定上试件且可从所述上敞口伸入所述湿度腔中，所述夹具可上下和水平移动；

测力传感器，所述测力传感器设置在所述密封罩组件的外侧面上且位于所述夹具的上方，用于测量施加在所述夹具上的加载力；

湿度传感器，所述湿度传感器安装在所述湿度腔主体上，用于测量所述湿度腔内的湿度；

旋转平台，所述旋转平台水平设置于所述湿度腔中且位于所述夹具的下方，

电机安装台，所述电机安装台密封于所述下敞口；

电机转轴，所述电机转轴竖向穿过所述电机安装台，所述电机转轴的上端与所述旋转平台固定，所述电机转轴的下端与安装在所述电机安装台下表面上的电机相连。

根据本发明实施例的旋转式摩擦磨损试验的湿度腔装置，由于夹具竖向设置，夹具的下端用于固定上试件，而旋转平台水平设置，旋转平台的上表面上用于固定下试件，旋转平台旋转时可以使得下试件与固定在夹具下端上的上试件发生摩擦，因此，适用于摩擦磨损试验机旋转模块，为研究湿度环境对摩擦磨损性能的影响提供了良好的实验保证。通过密封罩组件密封湿度腔主体的上敞口，及通过电机安装台密封湿度腔主体的下敞口，使得湿度腔具有较好的封闭性，能够与周边环境有效隔离，保证摩擦磨损试验时的湿度腔内的湿度及压强稳定；同时，拆装方便，上试件和下试件更换也方便。通过设置湿度传感器，可以清楚准确地获知摩擦磨损试验时的湿度腔中的湿度值，通过设置测力传感器，可以方便准确地获知加载载荷值，有利于试验结果准确可靠。

根据本发明的一个实施例，还包括衬套，所述衬套设置在所述电机安装台的上表面上，所述衬套包括环底板和自所述环底板向上延伸的外环立板和内环立板，所述外环立板与所述内环立板间隔设置且位于所述内环立板的外侧，所述环底板、所述外环立板和所述内环立板形成有环形凹槽，所述外环立板与所述湿度腔的内周壁之间采用间隙配合，所述内环立板位于所述旋转平台的下方并临近于所述旋转平台的下表面。

根据本发明进一步的实施例，还包括固定螺钉，所述外环立板上自上向下设有连通的沉孔和通孔，所述电机安装台上设有与所述通孔及所述沉孔对应的螺钉孔，所述固定螺钉适配设置在所述沉孔、所述通孔和所述螺钉孔中，将所述衬套紧固在所述电机安装台上。

根据本发明再进一步的实施例，所述湿度腔的内周壁包括自上向下依次连接的上内周壁、连接壁和下内周壁，其中所述上内周壁位于所述环形凹槽的上方，所述连接壁覆盖所述外环立板的顶部，所述下内周壁与所述外环立板之间采用间隙配合。

根据本发明再进一步的实施例，所述旋转平台的外周面与所述上内周壁相对且相隔间距8-12mm。

根据本发明的一些实施例，所述电机安装台的上表面上设有凸台，所述凸台位于所述内环立板的环孔中，所述凸台的外周面与所述内环立板之间采用间隙配合。

根据本发明的一些实施例，所述密封罩组件包括密封罩本体和夹具套，所述密封罩本体顶部和底部分别设有顶罩口和底罩口，所述夹具套密封所述上罩口，所述夹具的上端固定在所述夹具套的内侧面上，所述密封罩本体的所述底罩口与所述上敞口连通且所述密封罩本体的下端与所述湿度腔主体密封连接。

根据本发明进一步的实施例，所述夹具套包括顶板和自所述顶板的周边向下延伸的围板，所述围板的下周部与所述密封罩本体的所述顶罩口的周部通过第一密封圈密封连接，所述夹具的上端固定在所述顶板的内侧面上。

根据本发明进一步的实施例，所述密封罩组件还包括端盖，所述端盖包括上下同轴相连的上环体和下环体，所述上环体通过第二密封圈与所述密封罩本体的所述底罩口的周部密封连接，所述下环体的外周面与所述上敞口的内周面密封配合，所述夹具穿过所述上环体和所述下环体。

根据本发明再进一步的实施例，所述上环体的外径尺寸大于所述下环体的外径尺寸，以使所述上环体的下底面抵靠在所述湿度腔主体的外表面上。

根据本发明进一步的实施例，所述密封罩本体为柔性密封罩。

根据本发明再进一步的实施例，所述密封罩本体为PA薄膜制成。

根据本发明进一步的实施例，还包括缓冲片，所述缓冲片设置在所述测力传感器与所述夹具套之间。

根据本发明的一些实施例，所述湿度腔主体上设有湿度传感器安装孔，所述湿度传感器安装在所述湿度传感器安装孔内。

根据本发明的一些实施例，所述湿度腔主体上设有用于连接湿度发生器的螺纹孔。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本发明实施例的旋转式摩擦磨损试验的湿度腔装置的剖面示意图。

图2为图1中A处的放大示意图。

图3为图1中B处的放大示意图。

附图标记：

旋转式摩擦磨损试验的湿度腔装置1000

湿度腔主体1

上内周壁101 连接壁102 下内周壁103

湿度传感器安装孔104 螺纹孔105

密封罩组件2

密封罩本体201 夹具套202 顶板2021 围板2022 第一密封圈203

端盖204 上环体2041 下环体2042 第二密封圈205

夹具3

测力传感器4

旋转平台6

电机安装台7 凸台701

电机转轴8

衬套9 环底板901 外环立板902 内环立板903

固定螺钉10

缓冲片11

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面结合图1至图3来描述根据本发明实施例的旋转式摩擦磨损试验的湿度腔装置 1000。

如图1至图3所示，根据本发明实施例的旋转式摩擦磨损试验的湿度腔装置1000，包括湿度腔主体1、密封罩组件2、夹具3、测力传感器4、湿度传感器、旋转平台6、电机安装台7和电机转轴8。其中，湿度腔主体1限定出湿度腔，湿度腔主体1上设有与湿度腔连通的上敞口和下敞口；密封罩组件2罩设于上敞口并与湿度腔主体1密封连接；夹具3的上端固定在密封罩组件2的内侧面上，夹具3的下端用于固定上试件且可从上敞口伸入湿度腔中，夹具3可上下和水平移动；测力传感器4设置在密封罩组件2的外侧面上且位于夹具3的上方，用于测量施加在夹具3上的加载力；湿度传感器安装在湿度腔主体1上，用于测量湿度腔内的湿度；旋转平台6水平设置于湿度腔中且位于夹具3的下方；电机安装台7密封于下敞口；电机转轴8竖向穿过电机安装台7，电机转轴8的上端与旋转平台6固定，电机转轴8的下端与安装在电机安装台7下表面上的电机相连。

具体而言，湿度腔主体1限定出湿度腔，为摩擦磨损试验提供特定的湿度环境。湿度腔主体1上设有与湿度腔连通的上敞口和下敞口，上敞口便于夹具3伸入湿度腔内，并且有利于夹具3上下方向及水平方向的移动，下敞口方便电机相关部件的安装，以便通过电机驱动湿度腔中的旋转平台6水平旋转。

密封罩组件2罩设于上敞口并与湿度腔主体1密封连接；也就是说，通过密封罩组件2 将湿度腔主体11上的上敞口密封，构成密闭的湿度腔空间，有利于保持摩擦磨损性能试验时湿度腔内的湿度及压强稳定，有利于试验的顺利进行及获得准确可靠的结果。

夹具3的上端固定在密封罩组件2的内侧面上，夹具3的下端用于固定上试件且可从上敞口伸入湿度腔中，从而保证夹具3及夹具3上的上试件处于较为封闭的湿度腔中。夹具3 可上下和水平移动，可以理解的是，试验时，在外部加载力的作用下，夹具3需要下移使上试件被挤压固定在旋转平台6上表面上的下试件上，使得旋转的下试件与上试件之间发生摩擦，为了便于调整上试件的回转半径以及完成上下试件的对中，需要保证夹具3可上下和水平移动。

测力传感器4设置在密封罩组件2的外侧面上且位于夹具3的上方，用于测量施加在夹具3上的加载力。可以理解的是，通过密封罩组件2实现湿度腔和测力传感器4的隔离，避免高湿度环境影响测力传感器4的寿命。通过测力传感器4可以测量外部加载载荷的数据，有利于保证测试结果的准确可靠。

湿度传感器安装在湿度腔主体1上，用于测量湿度腔内的湿度，从而可以方便清楚准确地获知湿度腔中的湿度值，监测湿度腔内的湿度变化，有利于保证试验结果的准确可靠。

旋转平台6水平设置于湿度腔中且位于夹具3的下方。可以理解的是，旋转平台6的上表面上用于固定下试件，旋转平台6带动下试件旋转并与固定在夹具3下端上的上试件发生摩擦。

电机安装台7密封于下敞口。可以理解的是，电机安装台7将下敞口密封，使得湿度腔较为封闭，有利于保持摩擦磨损试验时湿度腔内的湿度及压强稳定，有利于试验的顺利进行及获得准确可靠的结果；同时，电机安装台7还用于安装电机以及支撑电机转轴8。

电机转轴8竖向穿过电机安装台7，电机转轴8的上端与旋转平台6固定，电机转轴8的下端与安装在电机安装台7下表面上的电机相连。由此，电机转轴8可以在电机的驱动下带动旋转平台6水平旋转，同时，安装方便。

根据本发明实施例的旋转式摩擦磨损试验的湿度腔装置1000，由于夹具3竖向设置，夹具3的下端用于固定上试件，而旋转平台6水平设置，旋转平台6的上表面用于固定下试件，旋转平台6可以带动下试件旋转从而与固定在夹具3下端上的上试件发生摩擦，因此，本湿度腔装置适用于摩擦磨损试验机旋转模块，可为研究湿度环境对摩擦磨损性能的影响提供良好的实验保证。通过密封罩组件2密封湿度腔主体1的上敞口，及通过电机安装台7密封湿度腔主体1的下敞口，使得湿度腔具有较好的封闭性，能够与周边环境有效隔离，保证摩擦磨损试验时的湿度腔内的湿度及压强稳定；同时，拆装方便，也便于更换上、下试件。通过设置湿度传感器，可以清楚准确地获知摩擦磨损试验时的湿度腔中的湿度值，通过设置测力传感器4，可以方便准确地获知加载载荷值，试验结果准确可靠。

根据本发明的一个实施例，还包括衬套9，衬套9设置在电机安装台7的上表面上，衬套9包括环底板901和自环底板901向上延伸的外环立板902和内环立板903，外环立板902与内环立板903间隔设置且外环立板902位于内环立板903的外侧，环底板901、外环立板902和内环立板903形成有环形凹槽，外环立板902与湿度腔的内周壁采用间隙配合，例如采用H6/g5的小间隙配合，内环立板903位于旋转平台6的下方并临近于旋转平台6的下表面，例如内环立板903的上表面距离旋转平台6的下表面1mm。通过在电机安装台7的上表面上设置衬套9，利用衬套9的环形凹槽收集试验过程中湿度腔内凝结的水滴，保护电机转轴8的运转，既避免了水滴对电机转轴8产生不良影响，也防止了水滴对旋转平台6的污染。同时，利用衬套9和电机安装台7，实现将电机与湿度腔的有效隔离。

根据本发明进一步的实施例，还包括固定螺钉10，外环立板902上自上向下设有连通的沉孔和通孔，电机安装台7上设有与通孔及沉孔对应的螺钉孔，固定螺钉10适配设置在沉孔、通孔和螺钉孔中，将衬套9紧固在电机安装台7上，保证衬套9与电机安装台7连接的稳定性。

如图3所示，根据本发明再进一步的实施例，湿度腔的内周壁包括自上向下依次连接的上内周壁101、连接壁102和下内周壁103，其中上内周壁101位于环形凹槽的上方，连接壁102覆盖外环立板902的顶部，可以对衬套9的外环立板902上螺钉孔位进行有效的覆盖，保证湿度腔的密闭性，下内周壁103与外环立板902之间采用间隙配合，例如采用H6/g5小间隙配合，保证腔体的密闭性。

根据本发明再进一步的实施例，旋转平台6的外周面与上内周壁101相对且相隔间距8-12mm，例如，可以相隔间距8mm、10mm、12mm，由此，可以有效减小湿度腔的空间，提高湿度腔内的湿度调节效率，同时不干扰旋转平台6的回转运动。

根据本发明的一些实施例，电机安装台7的上表面上设有凸台701，凸台701位于内环立板903的环孔中，凸台701的外周面与内环立板903之间采用间隙配合，例如凸台701的外周面与内环立板903之间的间隙为0.5mm。由此，便于衬套9的安装和位置调整。

根据本发明的一些实施例，密封罩组件2包括密封罩本体201和夹具套202，密封罩本体201顶部和底部分别设有顶罩口和底罩口，夹具套202密封顶罩口，夹具3的上端固定在夹具套202的内侧面上，密封罩本体201的底罩口与上敞口连通且密封罩本体 201的下端与湿度腔主体1密封连接。由此，保证湿度腔具有较好的封闭性。夹具3与夹具套202固定并通过密封罩组件2包裹到湿度腔中，实现密封。同时，夹具套202对密封罩本体201提供有效支撑，可以防止密封罩本体201触碰到夹具3影响测量结果。

根据本发明进一步的实施例，夹具套202包括顶板2021和自顶板2021的周边向下延伸的围板2022，围板2022的下周部与密封罩本体201的顶罩口的周部通过第一密封圈203密封连接，夹具3的上端固定在顶板2021的内侧面上，夹具3的外周面与围板 2022间隔一定距离，例如5mm，便于夹具套202的装配及位置调整。由此，夹具套202 对密封罩本体201提供有效支撑，可以防止密封罩本体201触碰到夹具3影响测试结果。同时，夹具套202的围板2022通过第一密封圈203与密封罩本体201的顶罩口的周部实现密封连接，拆装方便。

可选的，如图1和图2所示，围板2022的外周面上可以加工出第一环形凹槽，在第一环形凹槽处嵌入第一密封圈203，通过第一密封圈203将密封罩本体201的顶罩口的周部紧密连接在第一环向凹槽中。

根据本发明进一步的实施例，密封罩组件2还包括端盖204，端盖204包括上下同轴相连的上环体2041和下环体2042，上环体2041通过第二密封圈205与密封罩本体 201的底罩口的周部密封连接，下环体2042的外周面与上敞口的内周面密封配合，夹具 3可上下和水平移动地穿过上环体2041和下环体2042。可以理解的是，通过端盖204 将密封罩本体201与湿度腔主体1相连，其中，端盖204的上环体2041通过第二密封圈205与密封罩本体201的底罩口的周部密封连接，拆装方便，同时实现较好的密封状态，端盖204的下环体2042与上敞口的内周面密封配合，例如采用间隙配合H8/d8，拆装方便，同时实现较好的密封状态。

可选的，上环体2041的外周面上可以加工出第二环形凹槽，在第二环形凹槽处嵌入第二密封圈205，通过第二密封圈205将密封罩本体201的底罩口的周部紧密连接在第二环向凹槽中。

根据本发明再进一步的实施例，上环体2041的外径尺寸大于下环体2042的外径尺寸，以使上环体2041的下底面抵靠在湿度腔主体1的外表面上。由此，方便端盖204 定位安装。

根据本发明进一步的实施例，密封罩本体201为柔性密封罩。因此，摩擦磨损试验过程中，夹具3可以在竖直方向和水平方向上自由移动。

根据本发明再进一步的实施例，密封罩本体201为PA薄膜制成。例如可以选用厚度20μm的PA薄膜制成。PA薄膜具有一定的柔性，夹具3可以在竖直方向和水平方向上移动；PA薄膜透光率较高，便于观测夹具3的具***置和试件状态；并且PA薄膜具有一定的吸水性，可以对湿度腔中已经凝结的水滴产生吸附作用，避免水滴落到测试区域。

根据本发明的一些实施例，还包括缓冲片11，缓冲片11设置在测力传感器4与夹具套202之间。通过设置缓冲片11，可以保护测力传感器4并且便于快速响应法向载荷的调整。

根据本发明的一些实施例，湿度腔主体1上设有湿度传感器安装孔104，湿度传感器安装在湿度传感器安装孔104内，安装方便。

根据本发明的一些实施例，湿度腔主体1上设有用于连接湿度发生器的螺纹孔105。通过该螺纹孔105，可以方便外接湿度发生器，以便于调节湿度腔中的湿度状况。

根据本发明的一些实施例，湿度腔主体1的材料为聚氨酯脲，端盖204、衬套9和夹具套202材料均为超高分子聚乙烯。由此可以提高湿度腔的耐腐蚀性，减轻湿度腔的重量，同时保证湿度腔主体1具有较高的强度，防止实验过程中试件夹持不牢靠对实验人员产生伤害。

需要说明的是，为保证本发明上述实施例中的零件具有足够的强度，本发明上述实施例中的零件壁厚均大于5mm。

根据本发明进一步的实施例，湿度腔的内周面为圆弧面，可以防止试验过程中凝结的水滴干扰试验结果，将产生的水滴进行收集并通过泄流阀将水排出湿度腔。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。