微小摩擦力测试仪的研制与开发
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摘要
这是一种全新的微小摩擦力测试仪器，它采用压电陶瓷作为施力装置的执行元件，实现了自动连续地加载，避免了目前仪器中手动加载存在的一些弊端。实现了摩擦力加载模块的机械结构小型化、载荷连续可调和操作简单的技术要求。仪器采用高灵敏度应变传感器测力的微负荷摩擦实验方法，使微负荷摩擦测试系统具有较高的分辨率和测试精度。
本文详细论述了微小摩擦力测试仪的总体设计过程，主要包括测力传感器和转动装置的具体设计原理和方法及电机的选用和调速硬件设计。同时，本文通过对所设计的仪器进行误差分析，而得到此仪器满足设计要求的结论。
It is a novel apparatus of micro-friction with piezoelectric cermics. Here piezoelectric cermics is a executive body of forcing device, by it the force can be brought to bear automatically and continuously. This can avoid some bad ways in the existing apparatus. The technical demands can be realized, these include miniaturization of mechanical structure, automatic regulation of load and simple operation. Because the strain sensor with high sensitivity is used to measure force, this apparatus has high resolution and measure precision.
This article is focused on the course of designing the apparatus of micro-friction. In this article , the paper describes three parts, the design mehods and principles of forcing sensor and turning equipment, the choice of electromotor and hardware of timing design. At the same time, the paper gives a conclusion that these designs can meet demands by error analysis.
本文详细论述了微小摩擦力测试仪的总体设计过程，主要包括测力传感器和转动装置的具体设计原理和方法及电机的选用和调速硬件设计。同时，本文通过对所设计的仪器进行误差分析，而得到此仪器满足设计要求的结论。
It is a novel apparatus of micro-friction with piezoelectric cermics. Here piezoelectric cermics is a executive body of forcing device, by it the force can be brought to bear automatically and continuously. This can avoid some bad ways in the existing apparatus. The technical demands can be realized, these include miniaturization of mechanical structure, automatic regulation of load and simple operation. Because the strain sensor with high sensitivity is used to measure force, this apparatus has high resolution and measure precision.
This article is focused on the course of designing the apparatus of micro-friction. In this article , the paper describes three parts, the design mehods and principles of forcing sensor and turning equipment, the choice of electromotor and hardware of timing design. At the same time, the paper gives a conclusion that these designs can meet demands by error analysis.
引文
1 李振波等人．一种微小摩擦的测试方法．文章编号：1006-2467(2000)03-0363-03
2 范炯等人．多功能摩擦试验机的研制与应用．南京航空航天学报．2000，32(4)：406～409
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4 温诗铸．纳米摩擦学．清华大学出版社．2001：257～282
5 Neryanasatny K. Measurement of wear in small bores wear. 1978,49:247
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7 Huber A. Wear of small bearings made of plastic material-test method and results Prroc of 3~(rd) Inter Conf, Warsaw, Poland, 1981. 137～140
8 张宝铭，李勇．电刷摩擦系数测量．哈尔滨工业大学学报．1995：105～108
9 石来德．袁礼平．机械参数电测技术．上海科学技术出版社．1981：5～17
10 王玲．黄克威。杨昆元．C7046112轴承摩擦力矩的研究．摩擦学报．1993：68～72
11 Kelly G L, Finlayson T R. Modification of a pin-on-disk wear machine for rolling contact wear. 1998: 287～288
12 Nieminen R. Rolling contact fatigue failure mechanisms in plasma and HVOF spray WCCo coatings Wear. 1997, 212: 66～77
13 Luo Jianbin, Wen Shizhu, Huang Ping. Characteristics of liquid lubricant film of nanometer scale in pare rolling process. Proc of First Asia Inter Conf. 1998:342
14 Luo Jiaobin, Wen Shizhu, Lawrence L Yli, et all. Advancements and problems in nano-tribology. Chinese Science Bulletin. 1998: 369
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17 Bhushan B. Handbook of micro/nanotribology. Boca Raton. CRC Press, 1995.168
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19 徐灏．机械设计手册(第二版)第1卷．机械工业出版社．2000：5-5～5-84
20 上海交通大学、清华大学、上海机械学院合编．精密机械与仪器零件部件设计．上海交通大
学出版社．1991：270～286
21 徐灏．机械设计手册(第二版)第3卷．机械工业出版社．2000：26-40～26-52
22 单成祥．传感器的理论与设计基础及其应用．国防工业出版社．1999：78～130
23 张如一、沈观林、李朝弟．应变电测与传感器．清华大学出版社．1999：8～17
24 曲中谦．实用轴承手册．辽宁科学技术出版社．2001：449～550
25 薛实福、李庆祥．精密仪器设计．清华大学出版社．1991：120～150
26 东北大学《机械零件设计手册》编写组．机械零件设计手册(第三版)上．冶金工业出版社．1986：539～558
27 邱宣怀．机械设计(第四版)．高等教育出版社．1997：176～197．309～333
28 成大先．机械设计手册(第四版)第3卷．化学工业出版社，2002：13-3～13-10
29 成大先．机械设计手册(第四版)第2卷．化学工业出版社．2002：6-3～6-41
30 江耕华、胡来容、陈启松．机械传动设计手册(下册)．煤炭工业出版社．1983：84～87．100～101
31 杨黎明．机电一体化设计手册．国防工业出版社．1997：584～729
32 万长森．滚动轴承的分析方法．机械工业出版社．1987：251～280
33 郑堤、唐可洪．机电一体化设计基础．机械工业出版社．1997：134～211
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