本发明涉及试验设备技术领域，具体涉及一种三点式滑滚接触疲劳磨损试验机。
背景技术：
微型三辊微点蚀实验仪，顾名思义，是对不同环境下材料受微点蚀后摩擦磨损性能进行分析研究的设备。微点蚀是在薄油膜、混合润滑条件下，由滚动接触疲劳的一般机制引起，并通过局部粗糙度凹凸不平表面上的微点的形成而表现出来。在一些大载荷、高转速的工况下，传动性能高、工作精度高的轴承、齿轮等部件易受到以微点蚀为主要形式的滚动磨损的严重破坏。对于轴承、齿轮来说，产生微点蚀的机理极为复杂，和材料的受力情况、热处理、加工手段、工作环境、表面杂质、粗糙度等很多因素有关。
虽然研究材料的微点蚀相关的滚动疲劳磨损问题对提高机件的使用寿命有着重大的意义，但是目前国际上还没有完整的理论及模型来很好地解释材料微点蚀的形成，国内尚未有先进的试验仪完成相应的滚动接触疲劳磨损试验。因此，材料的滚动接触疲劳试验是一项重要的研究内容，设计相应的微型三辊微点蚀实验仪也具有重大意义。
针对于譬如轴承、滚珠等关键支撑滚动部件，摩擦磨损试验的研究尤为重要，这也一直是很多科研院校及相关企业的重点研究对象，而针对滚动部件的摩擦磨损试验机领域，国内已研制的滚动接触疲劳试验机领域，公开的技术文献如上海大学周井玲等设计的新型三点接触式强化滚动接触疲劳寿命试验机；哈尔滨工业大学宋宝玉等研制新型球柱式高速滚动接触疲劳试验机；金永福等研制和改造的四球疲劳试验机。这些机型都能较好的模拟某种特定的工况，完成相应的接触疲劳实验，以得出材料的相关性能参数，然而上述试验机依旧存在一定的不足及各种工况下的使用限制。
1）不能准确模拟工况,试验结果实用性差，如四球试验机在进行试验时，被试球与陪试球之间是滚、滑状态，与实际工况不符，加钱辊测试辊职动辊三辊滚动接触疲劳试验机由于高转速下单纯地依靠载荷无法使驱动辊带动测试辊作相同转速的对滚运动，因此以上机型仍无法准确地模拟纯滚动接触疲劳工况；
2）受试验载荷与试验速度限制，试验周期一般较长；在高速运动状态下，传统砝码加载方式加载时会产生跳动，会产生较大的误差；
3）多数接触疲劳试验机在捕捉滚动接触疲劳裂纹时，主要采用加速度传感器测量试件的振动信号的方法，这种方法只在试件产生大的剥落时才能做出判断，所以不能捕捉初始疲劳破坏状态；
4)在线监测能力不强，大多只具有自动停机、自动报警功能，检测信号较单一，不能对各试验参数的实时变化做出准确的检测。
技术实现要素：
本发明的目的是：提供一种三点式滑滚接触疲劳磨损试验机，可模拟滚动件实际的工作工况环境，提高获得的摩擦磨损试验数据准确性。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种三点式滑滚接触疲劳磨损试验机，包括卧式布置的主加载辊，所述主加载辊与加载机构连接，所述主加载辊下方两侧分别设置有第一承装辊及第二承装辊，所述第一承装辊及第二承装辊均与主加载辊平行布置，三组辊的辊芯连线呈现正三角形且辊身之间构成夹持试样件的夹持区域，所述主加载辊及第一、第二承装辊与试样件的接触滑滚比各异。
本发明还存在下列技术特征：
所述主加载辊的一端与主驱动机构连接，所述第一、第二承装辊分别与各自的第一驱动机构及第二驱动机构连接，所述主加载辊及第一、第二承装辊转速各异。
所述主加载辊及第一、第二承装辊外围合有润滑腔室，所述围合腔室内注入有油液，所述润滑腔室内设置有温度检测单元，所述润滑腔室上设置有入口及出口，所述入口与油液供料单元的出口连通，所述油液供料单元的出口导出设定温度的润滑油液。
所述主加载辊设置在滑块上，所述滑块竖直滑动设置在支撑体上，所述滑块与加载杠杆的加载点连接，所述加载杠杆上设置有压力加载机构。
所述加载杠杆整体呈条杆状且一端铰接设置在在支撑体上，所述加载杠杆的铰接轴与主加载辊平行布置，所述加载砝码可拆卸式设置在加载杠杆的另一端。
所述支撑体上设置有卡接缺口，所述滑块与卡接缺口内的四根导柱构成滑动配合，所述四根导柱竖直布置，所述加载杠杆的中段位置设置有加载导柱，所述加载导柱竖直且与滑块上端连接。
所述支撑体的一侧设置有容纳主加载辊及第一、第二承装辊的容纳腔室，所述容纳腔室的开口位置设置有盖板，所述容纳腔室及盖板构成润滑腔室。
所述容纳腔室的底部设置有腰形孔，所述腰形孔长度方向竖直布置，所述主加载辊中心设置有连接轴，所述连接轴穿过腰形孔，所述连接轴上设置有密封垫，所述密封垫与腰形孔所在的容纳腔室的底部抵靠，所述连接轴伸出容纳腔室的端部通过联轴器与主驱动电机的转轴连接。
所述第一、第二承装辊的中心端分别设置有连轴，所述连轴穿过容纳腔室的底部且通过联轴器分别与第一驱动电机及第二驱动电机连接。
微型三辊微点蚀试验方法，微型三辊微点蚀试验方法包括如下步骤：
第一步、将试样件制成圆柱状或者球状，通过改变主加载辊及第一、第二承装辊的形状以适应不同形状的试样件，并且将试样件安置于润滑腔室内所在的主加载辊及第一、第二承装辊之间的夹持区域，所述主加载辊及第一、第二承装辊分别与各自的驱动机构连接，主加载辊及第一、第二承装辊与试样件的接触滑滚比各异；
第二步、使得润滑腔室封闭，向润滑腔室内导入设定温度的润滑油液；
第三步、向加载杠杆上加载不同重量的加载砝码；
第四步、启动主驱动电机，使得主加载辊转动，启动第一驱动电机及第二驱动电机使得第一、第二承装辊转动；
第五步、通过改变主驱动电机、第一驱动电机及第二驱动电机的转动速度，调整润滑腔室内的润滑油液温度，模拟试样不同工况下的试样件的转动状态；
第六步、将润滑腔室内润滑油液排除，并且将试样件从主加载辊及第一、第二承装辊之间的夹持区域取出，获取试样件的摩擦磨损试样数据。
与已有技术相比，本发明的有益效果体现在：该种微型三辊微点蚀试验机在实际使用时，将试样设置在第一、第二承装辊与主加载辊构成夹持试样件的夹持区域内，通过主加载辊向试样加载不同的记载力，启动第一、第二承装辊与主加载辊转动，可提供给试样件不同的接触滑滚比，来实施试样的摩擦磨损试验，该试验机能够有效模拟转动件实际的使用工作状态，获得试样的摩擦磨损试样数据更为精准可靠。
附图说明
图1和图2是三点式滑滚接触疲劳磨损试验机的两种视角结构示意图；
图3和图4是三点式滑滚接触疲劳磨损试验机移出部分结构后的两种视角结构示意图；
图5和图6是支撑体的两种视角结构示意图；
图7是主加载辊的结构示意图。
具体实施方式
结合图1至图7，对本发明的三点式滑滚接触疲劳磨损试验机作进一步地说明：
一种三点式滑滚接触疲劳磨损试验机，包括卧式布置的主加载辊100，所述主加载辊100与加载机构连接，所述主加载辊100下方两侧分别设置有第一承装辊200及第二承装辊400所述第一承装辊200及第二承装辊400均与主加载辊100平行布置，三组辊的辊芯连线呈现正三角形且辊身之间构成夹持试样件300的夹持区域，所述主加载辊100及第一、第二承装辊200、400与试样件300的接触滑滚比各异；
本试验机使用主加载辊100及下方两侧设置的第一承装辊200及第二承装辊400夹持试样件300，通过主加载辊100、第一承装辊200及第二承装辊400的辊芯连线间围合成正三角形的区域内，并且主加载辊100、第一承装辊200及第二承装辊400的辊身与试样件300的接触滑滚比各异，允许在0%（纯滚动）和200%（纯滑动）之间设置任何所需的滑滚比；
因此本试验机通过改变主加载辊100及下方两侧设置的第一承装辊200及第二承装辊400的转速来控制零件的滑动滚动比以评定材料的综合使用性能，能够模拟实际转动件的使用工况，更能准确的获得转动件的摩擦磨损试验数据，对于转动件的材料特性有更为准确的界定。
作为本发明的优选方案，在实际应用中，为方便控制主加载辊100及下方两侧设置的第一承装辊200及第二承装辊400的转速，所述主加载辊100的一端与主驱动机构连接，所述第一、第二承装辊200、400分别与各自的第一驱动机构及第二驱动机构连接，所述主加载辊100及第一、第二承装辊200、400转速各异；
上述的主加载辊100及下方两侧设置的第一承装辊200及第二承装辊400分别与各自的驱动机构连接，使得主加载辊100、第一承装辊200及第二承装辊400之间相互独立，能够提供给主加载辊100及第一、第二承装辊200、400不同的转速，进而可使得三组独立的辊件与试样件300的接触滑滚比各异。
为进一步提高摩擦磨损试验的仿真效果，所述主加载辊100及下方两侧设置的第一承装辊200及第二承装辊400外围合有润滑腔室，所述围合腔室内注入有油液，所述润滑腔室内设置有温度检测单元，所述润滑腔室上设置有入口及出口，所述入口与油液供料单元的出口连通，所述油液供料单元的出口导出设定温度的润滑油液；
使得试样浸没在润滑油液内，并且通过改变导入润滑油液的温度，更能准确的模拟试样实际的使用工况，油液供料单元可选用常用的换热器进行快速换热，在润滑腔室内设置温度传感器，实现对油液温度的调节，该处针对油液温度的转换及进排作业，现有技术中有较为成熟的设备，该处不作赘述。
优选地，为实施对试样的加载，所述主加载辊100转动式设置在滑块110上，所述滑块110竖直滑动设置在支撑体120上，所述滑块110与加载杠杆130的加载点连接，所述加载杠杆130上设置有加载砝码；
通过加载杠杆130上设置的加载砝码，实施对滑块110进行准确的力矩加载，以通过主加载辊100加载在试样上，本试验机采用了传统砝码式加载，能够满足0-4kn负荷的需求，负荷也会更稳定，并且可实现精确的控制；
也可采用加载电动缸的方式实施对加载杠杆130上力矩的加载，力矩加载更为精准。
优选地，所述加载杠杆130整体呈条杆状且一端铰接设置在支撑体120上，所述加载杠杆130的铰接轴与主加载辊100平行布置，所述加载砝码可拆卸式设置在加载杠杆130的另一端。
在实施对滑块110力矩加载时，所述支撑体120上设置有卡接缺口121，所述滑块110与卡接缺口121内的四根导柱122构成滑动配合，所述四根导柱122竖直布置，所述加载杠杆130的中段位置设置有加载导柱，所述加载导柱竖直且与滑块110上端连接。；
通过四根导柱122实现对滑块110的滑动导向，提高对主加载辊100加载力矩的准确性。
所述支撑体120的一侧设置有容纳主加载辊100及第一、第二承装辊200、400的容纳腔室123，所述容纳腔室123的开口位置设置有盖板124，所述容纳腔室123及盖板124构成润滑腔室；
所述容纳腔室123的一侧设置有进出液管口1232，所述进出液管口1232实施对高温油液的导出及导入；
也可在盖板124上设置可拆卸的盖子1241，可拆卸的盖子1241打开后，通过注射器向容纳腔室123内注入油液，并且将盖子1241固定在盖板124上，方便进行试验操作。
为使得主加载辊100能够位于支撑体120上下跳动，并且实施对主加载辊100的密封，所述容纳腔室123的底部设置有腰形孔1231，所述腰形孔1231长度方向竖直布置，所述主加载辊100中心设置有连接轴，所述连接轴穿过腰形孔1231，所述连接轴上设置有密封垫140，所述密封垫140与腰形孔1231所在的容纳腔室123的底部抵靠，所述连接轴伸出容纳腔室123的端部通过联轴器与主驱动驱动电机150的转轴连接。
同理，所述第一、第二承装辊200、400的中心端分别设置有连轴，所述连轴穿过容纳腔室123的底部且通过联轴器分别与第一驱动电机210及第二驱动电机410连接；
本试验机致力于微型化的目标，将机架缩小的同时，更加紧凑地设计辊子等设备的拼装；
本试验机采用的第一驱动电机150及第二驱动电机210分别为三相异步电动机电机和伺服电机，给试验机提供更为可靠的动力支持,有助于实现试验机转速的灵活控制、简化机械结构，提高试验机的可靠性。
微型三辊微点蚀试验方法，微型三辊微点蚀试验方法包括如下步骤：
第一步、将试样件300制成圆柱状或者球状，通过改变主加载辊100及第一、第二承装辊200、400的形状以适应不同形状的试样件300，并且将试样件300安置于润滑腔室内所在的主加载辊100及第一、第二承装辊200、400之间的夹持区域，所述主加载辊100及第一、第二承装辊200、400分别与各自的驱动机构连接，主加载辊100及第一、第二承装辊200、400与试样件300的接触滑滚比各异；
第二步、使得润滑腔室封闭，向润滑腔室内导入设定温度的润滑油液；
第三步、向加载杠杆130上加载不同重量的加载砝码；
第四步、启动主驱动电机150，使得主加载辊100转动，启动第一驱动电机210及第二驱动电机410使得第一、第二承装辊200、400转动；
第五步、通过改变主驱动电机150、第一驱动电机210及第二驱动电机410的转动速度，调整润滑腔室内的润滑油液温度，模拟试样不同工况下的试样件300的转动状态；
第六步、将润滑腔室内润滑油液排除，并且将试样件300从主加载辊100及第一、第二承装辊200、400之间的夹持区域取出，获取试样件300的摩擦磨损试样数据。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
1.一种三点式滑滚接触疲劳磨损试验机，其特征在于：包括卧式布置的主加载辊（100），所述主加载辊（100）与加载机构连接，所述主加载辊（100）下方两侧分别设置有第一承装辊（200）及第二承装辊（400），所述第一承装辊（200）及第二承装辊（400）均与主加载辊（100）平行布置，三组辊的辊芯连线呈现正三角形且辊身之间构成夹持试样件（300）的夹持区域，所述主加载辊（100）及第一、第二承装辊（200、400）与试样件（300）的接触滑滚比各异。
2.根据权利要求1所述的三点式滑滚接触疲劳磨损试验机，其特征在于：所述主加载辊（100）的一端与主驱动机构连接，所述第一、第二承装辊（200、400）分别与各自的第一驱动机构及第二驱动机构连接，所述主加载辊（100）及第一、第二承装辊（200、400）转速各异。
3.根据权利要求1或2所述的三点式滑滚接触疲劳磨损试验机，其特征在于：所述主加载辊（100）及第一、第二承装辊（200、400）外围合有润滑腔室，所述围合腔室内注入有油液，所述润滑腔室内设置有温度检测单元，所述润滑腔室上设置有入口及出口，所述入口与油液供料单元的出口连通，所述油液供料单元的出口导出设定温度的润滑油液。
4.根据权利要求1所述的三点式滑滚接触疲劳磨损试验机，其特征在于：所述主加载辊（100）设置在滑块（110）上，所述滑块（110）竖直滑动设置在支撑体（120）上，所述滑块（110）与加载杠杆（130）的加载点连接，所述加载杠杆（130）上设置有压力加载机构。
5.根据权利要求4所述的三点式滑滚接触疲劳磨损试验机，其特征在于：所述加载杠杆（130）整体呈条杆状且一端铰接设置在在支撑体（120）上，所述加载杠杆（130）的铰接轴与主加载辊（100）平行布置，所述加载砝码可拆卸式设置在加载杠杆（130）的另一端。
6.根据权利要求5述的三点式滑滚接触疲劳磨损试验机，其特征在于：所述支撑体（120）上设置有卡接缺口（121），所述滑块（110）与卡接缺口（121）内的四根导柱（122）构成滑动配合，所述四根导柱（122）竖直布置，所述加载杠杆（130）的中段位置设置有加载导柱，所述加载导柱竖直且与滑块（110）上端连接。
7.根据权利要求6所述的三点式滑滚接触疲劳磨损试验机，其特征在于：所述支撑体（120）的一侧设置有容纳主加载辊（100）及第一、第二承装辊（200、400）的容纳腔室（123），所述容纳腔室（123）的开口位置设置有盖板（124），所述容纳腔室（123）及盖板（124）构成润滑腔室。
8.根据权利要求7所述的三点式滑滚接触疲劳磨损试验机，其特征在于：所述容纳腔室（123）的底部设置有腰形孔（1231），所述腰形孔（1231）长度方向竖直布置，所述主加载辊（100）中心设置有连接轴，所述连接轴穿过腰形孔（1231），所述连接轴上设置有密封垫（140），所述密封垫（140）与腰形孔（1231）所在的容纳腔室（123）的底部抵靠，所述连接轴伸出容纳腔室（123）的端部通过联轴器与主驱动电机（150）的转轴连接。
9.根据权利要求8所述的三点式滑滚接触疲劳磨损试验机，其特征在于：所述第一、第二承装辊（200、400）的中心端分别设置有连轴，所述连轴穿过容纳腔室（123）的底部且通过联轴器分别与第一驱动电机（210）及第二驱动电机（410）连接。
10.微型三辊微点蚀试验方法，其特征在于：微型三辊微点蚀试验方法包括如下步骤：
第一步、将试样件（300）制成圆柱状或者球状，通过改变主加载辊（100）及第一、第二承装辊（200、400）的形状以适应不同形状的试样件（300），并且将试样件（300）安置于润滑腔室内所在的主加载辊（100）及第一、第二承装辊（200、400）之间的夹持区域，所述主加载辊（100）及第一、第二承装辊（200、400）分别与各自的驱动机构连接，主加载辊（100）及第一、第二承装辊（200、400）与试样件（300）的接触滑滚比各异；
第二步、使得润滑腔室封闭，向润滑腔室内导入设定温度的润滑油液；
第三步、向加载杠杆（130）上加载不同重量的加载砝码；
第四步、启动主驱动电机（150），使得主加载辊（100）转动，启动第一驱动电机（210）及第二驱动电机（410）使得第一、第二承装辊（200、400）转动；
第五步、通过改变主驱动电机（150）、第一驱动电机（210）及第二驱动电机（410）的转动速度，调整润滑腔室内的润滑油液温度，模拟试样不同工况下的试样件（300）的转动状态；
第六步、将润滑腔室内润滑油液排除，并且将试样件（300）从主加载辊（100）及第一、第二承装辊（200、400）之间的夹持区域取出，获取试样件（300）的摩擦磨损试样数据。
技术总结