1.一种摩擦定律研究试验装置,包括底座(18)、摩擦盘(6)和摩擦件(7),其特征在于,所述底座(18)上表面设置有第一支撑板(3)和滚动轴承座(5),所述滚动轴承座(5)上安装有第一滚动轴承(5b),第一滚动轴承(5b)内设置有第一连接轴(5a),所述第一连接轴(5a)穿过第一滚动轴承(5b)并与第一滚动轴承(5b)的内圈固定连接,第一连接轴(5a)两侧分别设置有伺服电机(1)和摩擦盘(6),所述第一连接轴(5a)穿过第一支撑板(3)的一侧固定连接伺服电机(1),另一侧固定连接摩擦盘(6);
底座(18)上表面还设置有第二支撑板(14)和直线轴承座(8),所述直线轴承座(8)上安装有直线轴承(9),所述直线轴承(9)内设置有第二连接轴(10),所述第二连接轴(10)穿过直线轴承(9)的内孔后一侧设置有摩擦件,另一侧穿过第二支撑板(14)后与一个第一加载螺钉(13)连接,所述第二支撑板(14)上固定连接有第一U型固定件(12),所述第一U型固定件(12)将第一加载螺钉(13)固定在第二连接轴(10)的轴向方向移动;
所述摩擦件(7)与第二连接轴(10)通过第二滚动轴承(7k)连接,所述第二连接轴(10)穿过第二滚动轴承(7k)并与第二滚动轴承(7k)的内圈固定连接,第二滚动轴承(7k)外圈的外表面固定连接有支撑体(7n),所述支撑体(7n)靠近摩擦件(7)的一侧还设置有编码器(7p),所述编码器(7p)的内圈与第二连接轴(10)固定连接;
所述支撑体(7n)上设置有对称分布的两组摩擦试验组件,每组摩擦试验组件包括摩擦块(7a)、连接摩擦块(7a)的第三连接轴(7g)、支撑第三连接轴(7g)的第三支撑板(7x)和第四支撑板(7y)、摩擦力传感器(7q)与法向力传感器(7d);
所述第三支撑板(7x)和第四支撑板(7y)固定在支撑体(7n)上,所述第三支撑板(7x)和第四支撑板(7y)内穿过第三连接轴(7g),其中第三支撑板(7x)靠近编码器(7p),所述第三连接轴(7g)一侧设置有第二加载螺钉(7i),另一侧设置有摩擦块(7a);所述第四支撑板(7y)上固定连接有第二U型固定件(7h),所述第二U型固定件(7h)固定第二加载螺钉(7i)在第三连接轴(7g)的轴向方向移动;所述第三支撑板(7x)内孔中固定安装有传感器底座(7r),所述传感器底座(7r)靠近摩擦盘(6)一侧固定设置有摩擦力传感器(7q),所述摩擦力传感器(7q)与摩擦块(7a)之间还设置有夹具(7b),所述摩擦块(7a)夹持在夹具(7b)上;
所述第三支撑板(7x)和第四支撑板(7y)之间还设置有相互接触的法向力传感器(7d)和弹簧(7e),所述第三连接轴(7g)依次穿过法向力传感器(7d)和弹簧(7e),所述弹簧(7e)远离法向力传感器(7d)的一端与第三连接轴(7g)固定连接,所述法向力传感器(7d)远离弹簧(7e)的一侧与第三支撑板(7x)接触,所述弹簧(7e)在试验初始阶段不受力;
所述摩擦盘(6)与摩擦块(7a)相接触;
底座(18)上表面设置有弹簧下固定架(17),支撑体(7n)上对称设置有弹簧上固定架(7m)和配重(7z),拉伸弹簧(16)固定在弹簧上固定架(7m)和弹簧下固定架(17)之间,使得拉伸弹簧(16)在不受力的情况下处于竖直方向;
伺服电机(1)与控制系统电连接;编码器(7p)与电脑电连接;摩擦力传感器(7q)和法向力传感器(7d)与信号采集分析系统电连接。
2.根据权利要求1所述的摩擦定律研究试验装置,其特征在于,所述伺服电机(1)与第一支撑板(3)之间还设置有减速器(2),所述减速器(2)一侧与伺服电机(1)连接,另一侧与第一支撑板(3)固定,减速器(2)的输出轴通过联轴器(4)与第一连接轴(5a)连接。
3.根据权利要求1或2所述的摩擦定律研究试验装置,其特征在于,所述摩擦试验组件为三组或以上。
4.根据权利要求1所述的摩擦定律研究试验装置,其特征在于,所述底板(18)上安装支撑座(15),所述支撑座(15)固定在底板(18)上,支撑座(15)上表面与第二支撑板(14)和直线轴承座(8)螺钉连接。
5.根据权利要求1所述的摩擦定律研究试验装置,其特征在于,所述第二支撑板(14)和第二连接轴(10)之间设置有第一锁紧螺钉(11),所述第一锁紧螺钉(11)穿过第二支撑板(14)并插入第二连接轴(10)的铣槽内锁紧第二支撑板(14)和第二连接轴(10);所述每组摩擦试验组件中的第四支撑板(7y)与第三支撑轴(7g)间设置有第二锁紧螺钉(7f),所述第二锁紧螺钉(7f)穿过第四支撑板(7y)并插入第四连接轴(7y)的铣槽内锁紧第四支撑板(7y)与第三支撑轴(7g)。
6.根据权利要求1所述的摩擦定律研究试验装置,其特征在于,所述第三支撑板(7x)与传感器底座(7r)之间设置有锁紧螺栓(7c),所述锁紧螺栓(7c)穿过第三支撑板(7x)后插入传感器底座(7r)的铣槽锁紧第三支撑板(7x)与传感器底座(7r)。
7.根据权利要求1所述的摩擦定律研究试验装置,其特征在于,所述编码器(7p)为绝对式编码器,量程为0~360°,分辨率为10″,精度为±20″,波特率为115.2Kb/s。
8.根据权利要求1所述的摩擦定律研究试验装置,其特征在于,所述摩擦力传感器(7q)为单向应变式力传感器,量程为0~100N,灵敏度为0.3mv/V,线性度为0.1N。
9.根据权利要求1所述的摩擦定律研究试验装置,其特征在于,所述法向力传感器(7d)为单向应变式力传感器,量程为0-200N,灵敏度为0.8778mv/V,线性度为0.6N。