一种基于磁性纳米金刚石颗粒的齿轮靶向润滑装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于磁性纳米金刚石颗粒的齿轮靶向润滑装置和方法。包括纳米颗粒附磁模块、外加磁场模块、喷射器模块、控制系统模块、回收装置模块。齿轮服役过程中，当温度检测器检测到齿面温升异常时，控制系统释放纳米金刚石颗粒进入附磁模块，经高温加热、沉淀、过滤、干燥、冷却工艺，实时制备磁性纳米金刚石颗粒，所制备的磁性纳米金刚石颗粒经喷射器喷射至齿面区域，控制系统调整磁场线圈电流强弱与磁铁方向，使外加磁场的磁感线形成梯度磁场并聚焦于齿轮表面温升异常的位置，使磁性纳米金刚石颗粒运动至齿轮温升异常部位，利用纳米金刚石自润滑性能及与润滑油优异配伍性能，实现齿轮乏油工况的靶向润滑。本装置可有效降低齿轮因润滑异常导致的失效问题，提升齿轮系统可靠性与稳定性。靠性与稳定性。靠性与稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于磁性纳米金刚石颗粒的齿轮靶向润滑装置和方法


[0001]本专利技术涉及机械润滑
，具体涉及一种基于磁性纳米金刚石颗粒的齿轮靶向润滑装置和方法。
技术背景
[0002]齿轮作为关键的机械传动部件，是机械产品最重要的基础零件之一。齿轮传动是机器运动和动力传递的一种主要形式，具有传动比准确、传递功率大、安全可靠、使用范围广等特点。随着齿轮传动不断向重载、高速、高低温和微型化方向发展，润滑不当引起的齿轮失效时有发生。资料显示，34.4％的机器故障源于润滑不足，19.6％源于润滑不当；换言之，约54％的机器故障是由于润滑问题所致。因此，齿轮润滑性能提升对齿轮传动具有极其重要的意义。
[0003]针对齿轮润滑不良的问题，有学者采用添加润滑装置的方式提高润滑性能。公开号为“CN107489757A”、专利技术名称为“一种开式齿轮润滑装置”的专利技术专利公开了一种开式齿轮润滑装置，其原理是往复机构的直线往复运动带动柱塞泵的活塞杆在活塞缸内做往复运动使得柱塞泵从油箱中吸取润滑剂并通过润滑管路实现对被润滑开式齿轮副的润滑。但是该技术仍然存在无法实现准确定位靶向润滑。
[0004]有学者采用纳米颗粒作润滑油添加剂以提高润滑油润滑性能。其中纳米金刚石颗粒是受关注度较高的一类添加剂。纳米金刚石颗粒性能独特，可在干摩擦条件下实现自润滑，同时又可作为添加剂与润滑油配合使用，具有降低摩擦系数、减少零部件磨损的功效，所以综合装置设计实现纳米金刚石靶向润滑。
[0005]本专利技术基于纳米金刚石颗粒设计一种能够精准识别齿轮润滑不足的部位并进行靶向润滑的装置，提升齿轮在复杂工况下润滑性能，保障齿轮系统工作稳定性及可靠性。

技术实现思路

[0006]针对以上等技术问题，本专利技术的目的在于提供一种基于磁性纳米金刚石颗粒的齿轮靶向润滑装置和方法。
[0007]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是1.一种基于磁性纳米金刚石颗粒的齿轮靶向润滑装置，其特征在于：包括纳米颗粒附磁模块、外加磁场模块、喷射器模块、控制系统模块、回收装置模块；
[0008]纳米颗粒附磁模块用于对纳米金刚石颗粒附磁，当齿轮需要润滑时，实时制作磁性纳米金刚石颗粒，进行实时补给；
[0009]外加磁场模块用于控制磁性纳米金刚石颗粒在齿轮表面进行靶向移动，对齿轮进行靶向润滑；
[0010]喷射器模块用于将制作完成的磁性纳米金刚石颗粒喷射至齿轮表面；
[0011]控制系统模块用于控制整个装置的稳定运行；
[0012]回收装置模块用于回收完成齿轮润滑后附着在齿轮表面的磁性纳米金刚石颗粒。
[0013]进一步地，所述纳米颗粒附磁模块包括第一进液口、第二进液口、溶液反应箱、还原反应箱、第三进液口、沉淀反应箱、第四进液口、过滤箱、集水箱、电磁阀、电动搅拌器、离心泵、单螺杆泵、加热装置、加热干燥装置、进水装置、二氧化碳制冷剂存储罐、气控单向阀、旋转密封圈、螺栓、流体管；
[0014]第一进液口、第二进液口通过旋转密封圈连接在溶液反应箱上端，第一进液口输送纳米金刚石悬浊液，第二进液口输送铁的硫酸盐溶液，电动搅拌器通过螺栓装配在溶液反应箱上，对溶液反应箱内的悬浊液进行搅拌，加快反应；
[0015]溶液反应箱的右侧通过旋转密封圈与流体管连接；
[0016]还原反应箱上端通过旋转密封圈与流体管连接，溶液反应箱通过流体管与还原反应箱连接，流体管上设有电磁阀，通过螺栓固定；
[0017]第三进液口通过旋转密封圈安装在还原反应箱右端，输送亚硫酸钠溶液，第三进液口上安装有电磁阀，通过螺栓连接，电动搅拌器通过螺栓安装在还原反应箱上端；还原反应箱右端通过旋转密封圈与流体管连接，通过流体管与沉淀反应箱连接，沉淀反应箱与流体管通过旋转密封圈固定，沉淀反应箱和还原反应箱之间的流体管上安装有离心泵，通过螺栓固定，用于输送还原反应箱中的悬浊液，加热装置安装在沉淀反应箱下方，对沉淀反应箱进行加热；沉淀反应箱右端通过旋转密封圈与流体管连接，通过流体管与过滤箱连接，过滤箱通过旋转密封圈与流体管固定，过滤箱和沉淀反应箱之间的流体管上安装有单螺杆泵，通过螺栓固定，用于输送沉淀反应箱中的悬浊液，过滤箱上端设有进水装置，连接过滤箱内部的喷头，通过旋转密封圈固定；过滤箱内部与流体管连接的进水口下方设有纳滤膜；进水口上方设置有加热干燥装置，通过高温对磁性纳米金刚石进行干燥；过滤箱下端设有出水口，过滤箱通过流体管与集水箱连接，集水箱通过旋转密封圈与流体管固定；过滤箱右端通过旋转密封圈与流体管固定，二氧化碳制冷剂存储罐通过旋转密封圈与流体管固定，向过滤箱右侧的流体管内通入二氧化碳制冷剂来对制作完成的磁性纳米金刚石颗粒进行冷却。
[0018]进一步地，所述喷射器模块包括串励电机、风机、推进器、喷射口、压缩空气供应装置；
[0019]串励电机安装在喷射器底端，与流体管相邻，风机安装在串励电机上方，串励电机和风机共同作用产生吸力，将制作完成的磁性纳米金刚石颗粒吸入喷射器内部，压缩空气供应装置安装在喷射器左端，推进器通过螺栓安装在压缩空气供应装置右端，推进器与压缩空气供应装置共同作用，产生推力，将磁性纳米金刚石颗粒喷至齿轮表面。
[0020]进一步地，所述外加磁场模块包括工作台、铁芯、电磁线圈、万向装置、温度检测器、控制器、电阻箱、横向步进电机、纵向步进电机、控制主板、旋转台、小齿轮、旋转底座；
[0021]万向装置固定在工作台上，用于改变外加磁场方向；温度检测器分别安装在工作台左右端两个万向装置之间，用于监测齿轮表面温度；控制器安装在工作台内部，用于控制工作台的电源开关；
[0022]电阻箱安装在工作台内部，用于控制电磁线圈中电流大小；
[0023]万向装置的上端与下端通过旋转底座连接，旋转底座和万向装置的上端一起旋转，下端安装有横向步进电机和与之对应的控制主板，小齿轮与横向步进电机的轴承配合，与之啮合的一个小齿轮与旋转底座上的轴承配合，通过小齿轮的转动带动旋转底座在X轴
进行旋转；
[0024]万向装置上端的左侧安装有纵向步进电机，小齿轮与纵向步进电机的轴承配合，与之啮合的一个小齿轮与铁芯上的轴承配合，轴承固定在电磁线圈上，通过小齿轮的转动带动铁芯在Y轴进行旋转，电磁线圈均匀缠绕在铁芯上。
[0025]进一步地，所述控制系统模块由工作总控制器通过电线连接其他模块，控制整个装置的可控运行；
[0026]工作总控制器通过电线连接纳米颗粒附磁模块，控制纳米颗粒附磁模块进行可控附磁；工作总控制器通过电线连接温度检测器，监测齿轮表面温度；工作总控制器通过电线连接喷射器模块，控制喷射器模块将磁性纳米金刚石颗粒喷至齿轮表面；工作总控制器通过电线连接外加磁场模块，控制外加磁场模块改变磁场方向和电磁线圈电流大小来控制磁性纳米金刚石的靶向移动。工作总控制器通过电线连接回收装置模块，控制电磁线圈的通断电来辅助磁性纳米金刚石颗粒的回收。
[0027]进一步地，所述回收装置模块包括微滤膜、回收盒、电磁铁；微滤膜本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于磁性纳米金刚石颗粒的齿轮靶向润滑装置，其特征在于：包括纳米颗粒附磁模块(1)、外加磁场模块(2)、喷射器模块(3)、控制系统模块(4)、回收装置模块(5)；纳米颗粒附磁模块(1)用于对纳米金刚石颗粒附磁，当齿轮需要润滑时，实时制作磁性纳米金刚石颗粒，进行实时补给；外加磁场模块(2)用于控制磁性纳米金刚石颗粒在齿轮表面进行靶向移动，对齿轮进行靶向润滑；喷射器模块(3)用于将制作完成的磁性纳米金刚石颗粒喷射至齿轮表面；控制系统模块(4)用于控制整个装置的稳定运行；回收装置模块(5)用于回收完成齿轮润滑后附着在齿轮表面的磁性纳米金刚石颗粒。2.根据权利要求1所述的基于磁性纳米金刚石颗粒的齿轮靶向润滑装置，其特征在于：所述纳米颗粒附磁模块(1)包括第一进液口(7)、第二进液口(8)、溶液反应箱(9)、还原反应箱(10)、第三进液口(11)、沉淀反应箱(12)、第四进液口(13)、过滤箱(14)、集水箱(15)、电磁阀(16)、电动搅拌器(17)、离心泵(18)、单螺杆泵(19)、加热装置(20)、加热干燥装置(21)、进水装置(22)、二氧化碳制冷剂存储罐(32)、气控单向阀(37)、旋转密封圈(45)、螺栓(46)、流体管(47)；第一进液口(7)、第二进液口(8)通过旋转密封圈(45)连接在溶液反应箱(9)上端，第一进液口(7)输送纳米金刚石悬浊液，第二进液口输送铁的硫酸盐溶液，电动搅拌器(17)通过螺栓(46)装配在溶液反应箱(9)上，对溶液反应箱(9)内的悬浊液进行搅拌，加快反应；溶液反应箱(9)的右侧通过旋转密封圈(45)与流体管(47)连接；还原反应箱(10)上端通过旋转密封圈(45)与流体管(47)连接，溶液反应箱(9)通过流体管(47)与还原反应箱(10)连接，流体管(47)上设有电磁阀(16)，通过螺栓固定；第三进液口(11)通过旋转密封圈(45)安装在还原反应箱(10)右端，输送亚硫酸钠溶液，第三进液口上安装有电磁阀(16)，通过螺栓连接，电动搅拌器(17)通过螺栓(46)安装在还原反应箱(10)上端；还原反应箱(10)右端通过旋转密封圈(45)与流体管(47)连接，通过流体管(47)与沉淀反应箱(12)连接，沉淀反应箱(12)与流体管(47)通过旋转密封圈(45)固定，沉淀反应箱(12)和还原反应箱(10)之间的流体管上安装有离心泵(18)，通过螺栓(46)固定，用于输送还原反应箱(10)中的悬浊液，加热装置(20)安装在沉淀反应箱(12)下方，对沉淀反应箱(12)进行加热；沉淀反应箱(12)右端通过旋转密封圈(45)与流体管(47)连接，通过流体管(47)与过滤箱(14)连接，过滤箱(14)通过旋转密封圈(45)与流体管(47)固定，过滤箱(14)和沉淀反应箱(12)之间的流体管上安装有单螺杆泵(19)，通过螺栓(46)固定，用于输送沉淀反应箱(12)中的悬浊液，过滤箱(14)上端设有进水装置(22)，连接过滤箱(14)内部的喷头(34)，通过旋转密封圈(45)固定；过滤箱(14)内部与流体管(47)连接的进水口下方设有纳滤膜(43)；进水口上方设置有加热干燥装置(21)，通过高温对磁性纳米金刚石进行干燥；过滤箱(14)下端设有出水口，过滤箱(14)通过流体管(47)与集水箱(15)连接，集水箱(15)通过旋转密封圈(45)与流体管(47)固定；过滤箱(14)右端通过旋转密封圈(45)与流体管(47)固定，二氧化碳制冷剂存储罐(32)通过旋转密封圈(45)与流体管(47)固定，向过滤箱(14)右侧的流体管(47)内通入二氧化碳制冷剂来对制作完成的磁性纳米金刚石颗粒进行冷却。3.根据权利要求1所述的基于磁性纳米金刚石颗粒的齿轮靶向润滑装置，其特征在于：
所述喷射器模块(3)包括串励电机(40)、风机(41)、推进器(31)、喷射口(33)、压缩空气供应装置(44)；串励电机(40)安装在喷射器底端，与流体管(47)相邻，风机(41)安装在串励电机(40)上方，串励电机(40)和风机(41)共同作用产生吸力，将制作完成的磁性纳米金刚石颗粒吸入喷射器内部，压缩空气供应装置(44)安装在喷射器左端，推进器(31)通过螺栓(46)安装在压缩空气供应装置(44)右端，推进器(31)与压缩空气供应装置(44)共同作用，产生推力，将磁性纳米金刚石颗粒喷至齿轮表面。4.根据权利要求1所述的基于磁性纳米金刚石颗粒的齿轮靶向润滑装置，其特征在于：所述外加磁场模块(2)包括工作台(23)、铁芯(24)、电磁线圈(25)、万向装置(26)、温度检测器(6)、控制器(38)、电阻箱(39)、横向步进电机(27)、纵向步进电机(28)、控制主板(29)、旋转台(30)、小齿轮(48)、旋转底座(49)；万向装置(26)固定在工作台(23)上，用于改变外加磁场方向；温度检测器分别安装在工作台(23)左右端两个万向装置(26)之间，用于监测齿轮表面温度；控制器(38)安装在工作台(23)内部，用于控制工作台(23)的电源开关；电阻箱(39)安装在工作台(23)内部，用于控制电磁线圈中电流大小；万向装置(26)的上端与下端通过旋转底座(48)连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏雷，胡劲光，杨沛，陈松，张晓红，石照耀，李伟，曾振豪，
申请(专利权)人：湖南理工学院，
类型：发明
国别省市：