(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210865673.8 (22)申请日 2022.07.22 (71)申请人 江苏科技大学 地址 212003 江苏省镇江市京口区梦溪路2 号 (72)发明人 周元凯　朱锐　左雪　王智勇　 张明朗　倪侃　 (74)专利代理 机构 南京苏高专利商标事务所 (普通合伙) 32204 专利代理师 王美丽 (51)Int.Cl. G01N 3/56(2006.01) G01N 3/02(2006.01) G01N 3/04(2006.01) (54)发明名称 一种高速大电流滑动载流摩擦磨损试验机 及试验方法 (57)摘要 本发明公开了一种高速大电流滑动载流摩 擦磨损试验机及试验 方法， 包括驱动装置和加载 装置， 驱动装置的输出端连接有第一试样， 加载 装置上安装有第二试样， 通过加载装置带动第二 试样升降， 第一试样和第二试样接触形成摩擦 副， 驱动装置和加载装置配合使第二试样在第一 试样表面产生不同的摩擦轨迹。 本发 明通过在导 电铜轴外侧安装关节轴承， 二者之间加入导电润 滑剂， 起到润滑、 增强导电性、 支撑、 补偿角偏差、 抑制高速 下圆跳动和保证热膨胀空间的作用； 激 光位移传感器在试验过程中能够时刻监测旋转 横梁的位置， 当摩擦副表面因磨损发生偏磨现象 时， X轴位移平台将向盘试样的方向主动补偿， 使 摩擦副的端面保持紧密接触， 减少电弧引起的高 温与烧蚀损伤等。 权利要求书1页 说明书5页 附图4页 CN 115201045 A 2022.10.18 CN 115201045 A 1.一种高速大电流滑动载流摩擦磨损试验机， 其特征在于， 包括驱动装置和加载装置， 所述驱动装置的输出端连接有第一试样， 所述加载装置上安装有第二试样， 通过加载装置 带动第二试样升降， 所述第一试样和第二试样接触形成摩擦副， 所述驱动装置和加载装置 配合使第二试样在第一试样表面产生 不同的摩擦轨 迹。 2.根据权利要求1所述的一种高速大电流滑动载流摩擦磨损试验机， 其特征在于， 所述 驱动装置的输出端连接有扭矩传感器， 扭矩传感器的另一端连接有导电滑环， 导电滑环另 一端与第一夹具连接， 第一夹具上安装有第一试样， 第一试样另一端通过铜轴与关节轴承 连接， 所述关节轴承与铜轴采用间隙配合。 3.根据权利要求2所述的一种高速大电流滑动载流摩擦磨损试验机， 其特征在于， 所述 第一夹具与第一试样的外圆面上安装有固定环。 4.根据权利要求2所述的一种高速大电流滑动载流摩擦磨损试验机， 其特征在于， 所述 关节轴承安装在导电铜板上， 所述 导电铜板上设置有电流 导入柱。 5.根据权利要求1所述的一种高速大电流滑动载流摩擦磨损试验机， 其特征在于， 所述 加载装置包括Z轴升降台， Z轴升降台上方安装有X轴位移平台， X轴位移平台顶部安装有旋 转横梁和固定横梁， 所述旋转横梁和固定横梁的同一端部分别安装有滑轮， 固定横梁上 的 滑轮下方连接有砝码。 6.根据权利要求5所述的一种高速大电流滑动载流摩擦磨损试验机， 其特征在于， 所述 固定横梁靠 近滑轮一侧的上 方安装有激光 位移传感器。 7.根据权利要求5所述的一种高速大电流滑动载流摩擦磨损试验机， 其特征在于， 所述 旋转横梁远离滑轮的另一端安装有三轴加速度传感器。 8.根据权利要求7所述的一种高速大电流滑动载流摩擦磨损试验机， 其特征在于， 所述 旋转横梁靠近盘试样的一端安装有第二夹具， 第二夹具上夹持有第二试样， 所述第二夹具 底部设有电流 导出柱。 9.根据权利要求5所述的一种高速大电流滑动载流摩擦磨损试验机， 其特征在于， 所述 X轴位移平台顶部安装有第一定位滚珠和第二定位滚珠。 10.基于权利要求1～9任一项所述的一种滑动载流摩擦磨损试验方法， 其特征在于， 包 括以下步骤： S1:称量第二试样的重量， 将第二试样安装于第二夹具 上； S2:将旋转横梁固定于第一定位滚珠处， 调节Y轴位移平台与Z轴升降台， 确定接触位 置； S3:移动X轴位移平台， 使第一试样与第二试样紧密接触， 悬挂砝码加载后， 将第一定位 滚珠拧低至不再起定位固定的作用； S4:根据试验要求， 设置驱动装置的转速与Z轴升降台的升降频率， 通入设定电流， 打开 扭矩传感器， 开始载流摩擦磨损试验； S5:试验过程中如需称量第二试样的重量， 暂停驱动装置与Z轴升降台的运动， 断开电 流， 抬升第一定位滚珠和 第二定位滚珠， 将旋转横梁拨动至第二定位滚珠 处， 取出块第二试 样后进行称量； S6:称量完成后， 将第二试样安装入第二夹具的原位置， 将旋转横梁拨回第一定位滚珠 处并拧低， 启动驱动装置与Z轴升降台并通入电流， 继续载流摩擦磨损试验。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115201045 A 2一种高速大电流滑动载流摩擦磨损试验机及 试验方法 技术领域 [0001]本发明涉及 一种摩擦磨损试验机及试验方法， 尤其涉及 一种高速大电流滑动载流 摩擦磨损试验机及试验方法。 背景技术 [0002]载流摩擦磨损是指存在电流通过接触界面的条件下摩擦副之间的摩擦学行为,其 通常存在于高速铁路的受电弓/接触网系统、 航 天导电滑环和电磁轨道炮等关键场合。 电因 素的介入使得载流摩擦磨损的过程更为复杂， 接触元件在机械磨损与载流摩损的耦合作用 下， 表面更容易遭受破坏， 由电弧侵蚀引起的熔融和喷溅现象将进一步加剧摩擦副表面的 磨损状态。 目前， 为了提高载流摩擦副的抗磨性和导电性能， 针对摩擦副的材料以及温度、 润滑、 载荷、 速度、 电流等摩擦工况条件开展了广泛地研究。 因此， 通过研制载流摩擦磨损试 验机研究载流摩擦学的相关理论与技 术问题具有深远的社会意 义和经济效益。 [0003]专利申请 号为2020 10588717.8公开了一种载流摩擦磨损试验机及试验系统， 仅在 滑块检测装置之间做了绝缘处理， 而忽略了驱动装置以及转盘一侧的绝缘措施。 这不仅会 造成明显的试验结果误差， 当电流较大时， 还会对载流摩擦磨损试验机产生较大的破坏 。 专 利申请号为202010488327.3公开了一种载流摩擦磨损试验机、 试验系统及其试验方法， 加 力轴前端为两个对称的试样， 难以进行精准地定位以控制试样与圆盘之间的摩擦轨迹， 易 发生偏磨 。 此外， 虽然设置了压力传感器来检测加载装置是否受损， 但无法从根本上避免长 期的使用导致加载装置的损坏问题， 且使装置整体更为复杂化。 上述试验装置难以适应高 速和大电流工况 下， 高温与电弧等对试验机零部件与试样的破坏。 [0004]由于接触线的之字形布置， 高铁接触线与碳滑板间既有纵向相对运动也有横向往 复运动。 现有 试验机无法模拟复杂的运动形式。 大电流产生高温， 载流回路与其他结构之间 需要可靠绝缘和绝热。 高速转动时的导电结构振动剧烈， 角偏差增大， 现有技术无法解决高 速转动和高温下的可靠导电。 发明内容 [0005]发明目的： 本发明目的是提供一种高速大电流滑动载流摩擦磨损试验机及试验方 法， 能满足多种工况 条件， 保证长期稳定的载流摩擦磨损试验的进行。 [0006]技术方案： 本发明包括驱动装置和加载装置， 所述驱动装置 的输出端连接有第一 试样， 所述加载装置上安装有第二试样， 通过加载装置带动第二试样升降， 所述第一试样和 第二试样接触形成摩擦副， 所述驱动装置和加载装置配合使第二试样在第一试样表面产生 不同的摩擦轨 迹。 [0007]所述驱动装置的输出端连接有扭矩传感器， 扭矩传感器的另一端连接有导电滑 环， 导电滑环另一端与第一夹具连接， 第一夹具上安装有第一试样， 第一试样另一端通过铜 轴与关节轴承连接， 铜轴与关节轴承 采用间隙配合。 [0008]所述第一夹具与第一试样的外圆面上安装有固定环， 所述第一试样为盘试样。说　明　书 1/5 页 3 CN 115201045 A 3