一种滑块轴承润滑油膜与摩擦力实时测量装置制造方法及图纸

本发明专利技术属于低副面接触油膜润滑摩擦学特性测量领域，涉及一种滑块轴承润滑油膜与摩擦力实时测量装置，微调倾单元与摩擦力测量单元的法兰盘螺纹连接，加载单元分别与微调倾单元、摩擦力测量单元相连，平移单元分别与微调倾单元、摩擦力测量单元和加载单元相连，加载单元和平移单元分别与支撑控制单元的操作台连接；膜厚测量单元和驱动单元分别与支撑控制单元控制柜上的上面板连接；其结构简单，操作方便，测量数据准确，测量结果重复性强，便于对低副接触摩擦学特性进行定量分析研究。

A real time measuring device for lubricant film and friction of sliding bearing

The invention belongs to the field of tribological characteristics measurement of low pair contact oil film lubrication, and relates to a real-time measuring device for lubricating oil film and friction force of slider bearing. The tilting unit is connected with the flange thread of the friction measuring unit, the loading unit is connected with the tilting unit and the friction measuring unit respectively, and the translation unit is connected with the sliding unit and the friction measuring unit respectively. The tilting unit, the friction measuring unit and the loading unit are connected, and the loading unit and the translation unit are respectively connected with the operating table of the support control unit; the film thickness measuring unit and the driving unit are respectively connected with the upper panel of the control cabinet of the support control unit; the structure is simple, the operation is convenient, the measurement data is accurate, and the measurement results are accurate. It is easy to carry out quantitative analysis on the tribological characteristics of low pairs.

【技术实现步骤摘要】
一种滑块轴承润滑油膜与摩擦力实时测量装置
:本专利技术属于低副面接触油膜润滑摩擦学特性测量领域，涉及一种滑块-平面接触的下润滑油膜与摩擦力实时测量设备，特别是一种滑块轴承润滑油膜与摩擦力实时测量装置。
技术介绍
：基于流体动压润滑机制的滑动轴承以其高承载、运动平稳、可靠、无噪声等优点，在工业中广泛使用。但也存在功率消耗大、传动效率低、润滑剂消耗量大等缺点。然而，现代设备在减少能耗、提高能效、减少排放、延长设备寿命等方面对流体润滑滑动轴承提出了新的技术要求，从提高机器性能的角度，首先是机器效率本身必须更高效，这就轴承摩擦在内的损失必须最小化；另一方面是减少停机时间并限制故障的数量和后果。在流体动力润滑轴承中，能源效率总是与轴承运行可靠性之间存在矛盾，这一点可以从Stribeck曲线看出来。为了使轴承更有效率，同时保证轴承的可靠运行，需要使用更精确的轴承模型来预测轴承的性能。因此，在以往的滑动轴承研究中，研究人员对滑动轴承多样化的摩擦学理论设计及预测，例如几何外形设计、表面修饰等等，以期达到优化轴承的目的。然而，由于滑动轴承运行可靠性在实际使用过程中受到多种因素影响，所以对滑动轴承进行实验研究变得非常重要。但是，低副接触滑动轴承实验测试与高副接触相比要困难的多，进而导致了低副接触滑动轴承的实验研究滞后于其理论研究，相应地理论研究很难得到实验验证。在滑动轴承进行实验研究中，为了探索其润滑机理，往往将全轴承简化为如图1所示的滑块-平面接触形式，同时，采用这种接触形式探索润滑油膜厚度、摩擦力和承载之间的平衡关系，是优化轴承设计与可靠性的重点，但现有的设备局限于单一的润滑油膜厚度测量，而不能对摩擦力与膜厚同时测量。因此，迫切需要设计一种滑块轴承润滑油膜与摩擦力实时测量装置。
技术实现思路
：本专利技术的目的在于克服现有技术存在的缺点，寻求设计提供一种滑块轴承润滑油膜与摩擦力实时测量装置，能够对润滑油膜厚度与摩擦力同时进行实时测量，为研究滑动轴承润滑机理与摩擦学设计提供测量数据，其中润滑油膜的测量采用光学技术。为了实现上述专利技术目的，本专利技术所述滑块轴承润滑油膜与摩擦力实时测量装置的主体结构包括微调倾单元、摩擦力测量单元、加载单元、平移单元、润滑油膜测量单元、驱动单元和支撑控制单元，微调倾单元与摩擦力测量单元的法兰盘螺纹连接，微调倾单元内安装滑块，并对滑块与驱动单元的玻璃盘平面接触间隙进行微调节；摩擦力测量单元用于测量滑块-玻璃盘接触副内的摩擦力；加载单元分别与微调倾单元、摩擦力测量单元相连，用于实现滑块-玻璃盘摩擦副的加载；平移单元分别与微调倾单元、摩擦力测量单元和加载单元相连，用以实现滑块接触位置的整体平移，便于更换滑块；加载单元和平移单元分别与支撑控制单元的操作台连接；膜厚测量单元和驱动单元分别与支撑控制单元控制柜上的上面板连接；润滑油膜测量单元用于测量滑块与玻璃盘接触间隙润滑油膜厚度；驱动单元用于驱动玻璃盘旋转，并实现不同速度的调节；支撑控制单元用于控制整个测量装置的电源及启动、停止。本专利技术所述微调倾单元包括滑块、下盖、第一锁紧螺钉、弹簧、微调螺钉、上盖、钢珠和档杆；滑块安装在下盖的槽内，安装在下盖上方的第一锁紧螺钉夹紧滑块；上盖上沿圆周方向均匀设有四根档杆，钢珠安装在上盖的中心处，四个微调螺钉均匀分布在上盖的周侧，钢珠、档杆和微调螺钉在同一轴线上，档杆下方设有弹簧，下盖和上盖在弹簧的拉力作用下压紧钢珠，旋转微调螺钉使下盖绕钢珠发生倾斜，从而调节滑块与玻璃盘之间的接触角度。本专利技术所述摩擦力单元包括气浮导轨、气浮滑块、过渡板、第一螺钉、传感器螺钉、压力传感器、传感器帽、法兰盘和联结螺钉；法兰盘与微调倾单元螺纹相连，法兰盘通过联结螺钉与气浮滑块相连；气浮滑块的两侧均安装气浮导轨，每个气浮导轨均通过第一螺钉与过渡板相连，压力传感器通过传感器螺钉与过渡板相连，压力传感器的末端安装有传感器帽；在无外力约束的条件下，滑块与玻璃盘间产生的摩擦力推动微调倾单元和气浮滑块在气浮导轨上平移，这种平移运动被两个压力传感器限制后，仅产生平移滑动趋势，在该条件下滑块与玻璃盘产生的摩擦力传递到压力传感器上获得摩擦力数值。本专利技术所述加载单元包括压套、支撑杆、加载弹簧、调节螺套、加载板、砝码、砝码杆和第二螺钉；摩擦力测量单元的顶部通过第二螺钉与加载板相连；加载板的左右两侧对称安装支撑杆，每根支撑杆的顶部均安装压套，底部套装调节螺套，通过旋转调节螺套实现加载单元、摩擦力测量单元与微调倾单元的整体升降；加载弹簧套装在支撑杆上，并设置在加载板与调节螺套之间，支撑杆顶部的调节压套使加载板下移并压缩加载弹簧，从而调节滑块与玻璃盘之间的预接触，起到加载置零的作用；加载板的中间安装有砝码杆，砝码安装在砝码杆上，通过施加不同质量的砝码调节加载量。本专利技术所述平移单元包括扳手、平移板、平移块、平移导轨和第二锁紧螺钉；平移导轨与支撑控制单元的操作台螺纹连接，平移导轨的外侧面上安装平移块，平移板安装在平移导轨上方，平移块与平移板螺纹连接，加载单元与平移板螺纹连接并设置在平移板上方；平移板上左右两侧对称安装有扳手，拉动扳手使平移板在平移导轨上移动，从而带动加载单元、摩擦力测量单元和调倾单元一起平移，改变滑块与玻璃盘接触位置，同时便于更换滑块试样；平移板上两个扳手之间安装第二锁紧螺钉，平移板到达预定位置后用第二锁紧螺钉锁紧。本专利技术所述膜厚测量单元包括显微镜、三维平移台、CCD图像传感器和显微镜夹具；显微镜夹具安装在操作台下方，显微镜通过显微镜夹具与三维平移台相连，显微镜上安装有CCD图像传感器；显微镜透过操作台上的孔观察滑块与玻璃盘接触副间的润滑状态，并经过放大后传递给CCD图像传感器，CCD图像传感器把捕获到的图像传到电脑上；显微镜的位置和焦距通过三维平移台调节。本专利技术所述驱动单元包括电机、电机支撑体、电机同步带轮、同步带、主轴同步带轮、主轴轴系、玻璃盘、玻璃盘压套和调节螺钉；主轴轴系安装在操作台上，玻璃盘通过玻璃盘压套安装在主轴轴系的上端，并用六个调节螺钉压紧，主轴轴系通过同步带与电机相连，同步带安装在主轴同步带轮和电机同步带轮上，电机固定在电机支撑体上；驱动电机带动电机同步带轮回转，电机同步带轮的回转在同步带的传动下带动主轴同步带轮回转，从而带动主轴轴系与玻璃盘66回转，通过调节六个调节螺钉调节玻璃盘的端面跳动。本专利技术所述支撑控制单元包括操作台、控制柜、支撑杆和支脚；四根支撑杆安装在操作台的四个角下方，支撑杆的底部安装支脚，支撑杆通过调节支脚调整操作台的水平状态；控制柜安装四根支撑杆组成的内部空间内，用于测量装置电源的控制、电机的启动与停止及测量装置的意外急停。本专利技术实现滑块轴承润滑油膜与摩擦力实时测量的具体步骤为：(1)加载单元的平移：拉动扳手使加载单元在平移板带动下平移50mm，使滑块与玻璃盘偏离，便于滑块的安装；(2)滑块-玻璃盘接触副的安装与调节：先将滑块安装到微调倾单元上，再将微调倾单元安装到摩擦力测量单元上；然后将玻璃盘安装到主轴轴系上，并用玻璃盘压套锁紧，调节六个调节螺钉使玻璃盘的端面跳动达到最小；(3)滑块-玻璃盘接触副接触状态与位置调节：推动扳手使加载单元到达实验指定位置后用第二锁紧螺钉锁紧；旋转调节螺套使滑块下降并靠近玻璃盘表面；通过润滑油膜本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种滑块轴承润滑油膜与摩擦力实时测量装置，其特征在于主体结构包括微调倾单元、摩擦力测量单元、加载单元、平移单元、润滑油膜测量单元、驱动单元和支撑控制单元，微调倾单元与摩擦力测量单元的法兰盘螺纹连接，微调倾单元内安装滑块，并对滑块与驱动单元的玻璃盘平面接触间隙进行微调节；摩擦力测量单元用于测量滑块‑玻璃盘接触副内的摩擦力；加载单元分别与微调倾单元、摩擦力测量单元相连，用于实现滑块‑玻璃盘摩擦副的加载；平移单元分别与微调倾单元、摩擦力测量单元和加载单元相连，用以实现滑块接触位置的整体平移，便于更换滑块；加载单元和平移单元分别与支撑控制单元的操作台连接；膜厚测量单元和驱动单元分别与支撑控制单元控制柜上的上面板连接；润滑油膜测量单元用于测量滑块与玻璃盘接触间隙润滑油膜厚度；驱动单元用于驱动玻璃盘旋转，并实现不同速度的调节；支撑控制单元用于控制整个测量装置的电源及启动、停止。

【技术特征摘要】
1.一种滑块轴承润滑油膜与摩擦力实时测量装置，其特征在于主体结构包括微调倾单元、摩擦力测量单元、加载单元、平移单元、润滑油膜测量单元、驱动单元和支撑控制单元，微调倾单元与摩擦力测量单元的法兰盘螺纹连接，微调倾单元内安装滑块，并对滑块与驱动单元的玻璃盘平面接触间隙进行微调节；摩擦力测量单元用于测量滑块-玻璃盘接触副内的摩擦力；加载单元分别与微调倾单元、摩擦力测量单元相连，用于实现滑块-玻璃盘摩擦副的加载；平移单元分别与微调倾单元、摩擦力测量单元和加载单元相连，用以实现滑块接触位置的整体平移，便于更换滑块；加载单元和平移单元分别与支撑控制单元的操作台连接；膜厚测量单元和驱动单元分别与支撑控制单元控制柜上的上面板连接；润滑油膜测量单元用于测量滑块与玻璃盘接触间隙润滑油膜厚度；驱动单元用于驱动玻璃盘旋转，并实现不同速度的调节；支撑控制单元用于控制整个测量装置的电源及启动、停止。2.根据权利要求1所述滑块轴承润滑油膜与摩擦力实时测量装置，其特征在于所述微调倾单元包括滑块、下盖、第一锁紧螺钉、弹簧、微调螺钉、上盖、钢珠和档杆；滑块安装在下盖的槽内，安装在下盖上方的第一锁紧螺钉夹紧滑块；上盖上沿圆周方向均匀设有四根档杆，钢珠安装在上盖的中心处，四个微调螺钉均匀分布在上盖的周侧，钢珠、档杆和微调螺钉在同一轴线上，档杆下方设有弹簧，下盖和上盖在弹簧的拉力作用下压紧钢珠，旋转微调螺钉使下盖绕钢珠发生倾斜，从而调节滑块与玻璃盘之间的接触角度。3.根据权利要求2所述滑块轴承润滑油膜与摩擦力实时测量装置，其特征在于所述摩擦力单元包括气浮导轨、气浮滑块、过渡板、第一螺钉、传感器螺钉、压力传感器、传感器帽、法兰盘和联结螺钉；法兰盘与微调倾单元螺纹相连，法兰盘通过联结螺钉与气浮滑块相连；气浮滑块的两侧均安装气浮导轨，每个气浮导轨均通过第一螺钉与过渡板相连，压力传感器通过传感器螺钉与过渡板相连，压力传感器的末端安装有传感器帽；在无外力约束的条件下，滑块与玻璃盘间产生的摩擦力推动微调倾单元和气浮滑块在气浮导轨上平移，这种平移运动被两个压力传感器限制后，仅产生平移滑动趋势，在该条件下滑块与玻璃盘产生的摩擦力传递到压力传感器上获得摩擦力数值。4.根据权利要求3所述滑块轴承润滑油膜与摩擦力实时测量装置，其特征在于所述加载单元包括压套、支撑杆、加载弹簧、调节螺套、加载板、砝码、砝码杆和第二螺钉；摩擦力测量单元的顶部通过第二螺钉与加载板相连；加载板的左右两侧对称安装支撑杆，每根支撑杆的顶部均安装压套，底部套装调节螺套，通过旋转调节螺套实现加载单元、摩擦力测量单元与微调倾单元的整体升降；加载弹簧套装在支撑杆上，并设置在加载板与调节螺套之间，支撑杆顶部的调节压套使加载板下移并压缩加载弹簧，从而调节滑块与玻璃盘之间的预接触，起到加载置零的作用；加载板的中间安装有砝码杆，砝码安装在砝码杆上，通过施加不同质量的砝码调节加载量。5.根据权利要求4所述滑块轴承润滑油膜与摩擦力实时测量装置，其特征在于所述平移单元包括扳手、平移板、平移块、平移导轨和第二锁紧螺钉；平移导轨与支撑控制单元的操作台螺纹连接，平移导轨的外侧面上安装平移块，平移板安装在平移导轨上方，平移...

【专利技术属性】
技术研发人员：栗心明，郭峰，白清华，杨萍，
申请(专利权)人：青岛理工大学，
类型：发明
国别省市：山东,37