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磨损试验机技术探讨研究

济南新时代试金仪器有限公司试验机工作原理单片机驱动芯片L298N输出频率及占空比连续可调的方波信号作用到直流电机两端,从而实现电机以连续可调的速度进行旋转。直流电机带动摩擦转盘进行转动,摩擦载荷通过砝码从上端施加,钢球作为上试件装在特制的夹头中固定不动,下试件随同转盘一起匀速或变速旋转,这样便实现了钢球与试件间的滑动摩擦。利用光电码盘反馈电机转速信息,同时利用单片机实现速度闭环控制。摩擦力通过压力传感器检测并最终传输给计算机进行数据处理及绘制摩擦系数曲线。
为了获得摩擦磨损过程中摩擦副的等效电阻信息,设计了动态电阻监测系统,如所示。当摩擦接触区的阻值R<<R1时,摩擦副两端的分压几乎为零,造成采集到的分压1信号很难识别。在摩擦副系统中引入电阻R2的目的是使等效电阻分压信号升高、使计算机采集到的数据更为有效。在摩擦过程中测试摩擦副系统的实时分压U1即可得到待测试样在整个摩擦磨损过程中摩擦接触区的电阻特性变化曲线。将一直流方波电压U施加在摩擦副等效电阻和嵌位电阻R1和R2组成的电阻系统两端,已知R1和R2的阻值。
实时数据采集测试系统试验过程中摩擦力通过杠杆传递给压力传感器,传感器使感应到的力信号转化为电压信号进行输出,经线性放大后转化为可供A/D接收的0~5V电学信号。其结构框图如所示。线性放大电路 12V、-12V双电源驱动LM358芯片,压力传感器输出信号经两个反相闭环放大器后使输出电压信号满足单片机采集要求。同时,为增加电路抗负载特性,特用LM358对输出信号进行电压跟随。信号放大倍数可通过调节电位器来改变。随后经单片机处理并通过RS-232串口数据总线将测试结果传输给计算机,计算机接收数据并对其进行处理、绘制曲线。试验机控制及测试系统单片机控制系统在本试验机中,单片机是系统的核心控制单元。直流电机转速控制及反馈调节,多路数据采集绘图及存储均由计算机和单片机相互作用来完成,其中单片机控制系统电路如所示。
为该试验机对微弧氧化陶瓷薄膜进行摩擦磨损实验的运行界面,其中法向载荷为2N,转速50r/min,转动半径4mm.实验过程中,数据采集测试系统实时显示摩擦系数和摩擦副等效电阻特性随时间的变化曲线,同时使采集到的实验数据以文本格式保存在计算机中,数据的即时存储大大方便了研究者对数据进行调用、比较及分析。济南新时代试金仪器有限公司多功能摩擦磨损试验机利用上述硬件和软件组合的摩擦磨损试验机如所示。设备长宽高分别为400mm×300mm×400mm.通过运行,摩擦机性能稳定,使用方便。
结论济南新时代试金仪器有限公司本摩擦磨损试验机不仅能实时测试动态摩擦系数,而且能在线测量摩擦副等效电阻分压,两者的结合从多种角度反映了对偶膜副摩擦磨损过程GUI人机交互图形化系统显著提高了试验机的自动化程度和人机交互性。经测试,该试验机满足使用要求,工作稳定,性能可靠。。同时在不减弱试验机性能的基础上,单片机的运用不仅很大程度上降低了设备成本,而且大大减化了系统控制电路。

 

  更新时间:2017-9-13 8:52:33  
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