微载荷的滑动电接触常应用于军工与航天卫星上,其可靠性非常重要,其电接触的失效不仅会导致系统瘫痪,甚至造成巨大的安全事故,造成严重的经济损失。本文调研了电接触研究现状及电接触设备发展现状,研制了一种新型的毫牛级微载荷往复滑动电接触试验机,用于研究微载荷工况下电接触性能及其磨损失效机理。设计了新型的毫牛级悬臂梁测力传感器,实现了毫牛级载荷的加载与检测;设计了数据采集系统,实现了毫牛级微载荷、摩擦力数据、往复位移数据的精确采集;通过运动系统设计实现了较高频率往复运动的模拟。试验机通过机械结构、控制系统、数据采集系统的协同运行,实现了工况模拟与数据采集一体化。在此试验机上进行了两种常见导电材料(铁质材料1Cr17Ni7不锈钢与1Cr17Ni7不锈钢接触对,铜质材料H65黄铜与紫铜接触对)的滑动电接触试验,并对试验结果进行测试和分析,以验证试验机的功能及性能。本论文主要完成了以下工作:1.微载荷滑动电接触试验机总体设计制定了传动方案、载荷的加载方案、机械结构方案,实现了竖直方向加载载荷和水平方向上的往复运动;完成了外加电压的加载方案设计;对系统核心部件进行了选型。2.设计了毫牛级悬臂梁测力传感器选定弹性材料,设计新型悬臂梁,制定应变检测方案,最后通过加工制造完成了悬臂梁测力传感器的研制。对传感器进行了标定和误差分析,结果表明,该传感器具有良好的线性度和精度。3.设计了控制与数据采集系统完成设备中的直线电机和伺服电机控制方案的制定,选定了控制的硬件设备,完成了控制系统的设计。同时完成了数据采集系统的设计,并将控制系统与数据采集系统进行整合。编写了控制界面,实现了在上位机上控制载荷的加载,设置往复运动的位移、速度和加速度,设置采样频率,采样时间等参数。4.实验验证试验机的性能对不同工况下的电接触行为进行了研究,验证了试验机的性能和功能。改变电压加载条件、正压力、往复频率来分析滑丝-金属片接触副的滑动电接触行为。其主要结论如下。(1)对于铜质材料接触对和铁质材料接触对,载荷的增大会使得摩擦系数增大,并且会加剧磨损。(2)电压的施加会使得铜质材料接触对和铁质材料接触对的磨损量增大,但对稳定状态摩擦系数产生的影响不同,铁质材料接触界面稳定状态摩擦系数会因电压的施加降低,铜质材料接触界面稳定状态摩擦系数会因电压的施加升高。(3)在较高频率滑动电接触试验测试中,摩擦系数和接触电阻都会出现一定波动,但曲线趋势与低频率时一致,说明试验机具有较高的可靠性。