一种sCO2微量润滑系统喷嘴温度场的测量装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种sCO2微量润滑系统喷嘴温度场的测量装置及方法，涉及温度场测量技术领域。本发明专利技术装置包括工作平台、轴向Z升降系统、角向θ旋转系统、径向r移动系统、喷嘴支撑系统以及热电偶组成；轴向Z升降系统固定安装在工作平台上，角向θ旋转系统安装在轴向Z升降系统的轴向滑块上，径向r移动系统安装在角向滑块上，喷嘴支撑系统固定安装在轴向Z升降系统的轴向支撑架上，热电偶固定在径向r移动系统的角向滑块上。本发明专利技术利用接触式热电偶测温方法，按圆柱坐标系，对超临界二氧化碳微量润滑系统喷嘴温度场全部位点进行准确快速测量，以获得喷嘴圆柱坐标系温度场。获得喷嘴圆柱坐标系温度场。获得喷嘴圆柱坐标系温度场。

【技术实现步骤摘要】
一种sCO2微量润滑系统喷嘴温度场的测量装置及方法


[0001]本专利技术涉及温度场测量
，尤其涉及一种sCO2微量润滑系统喷嘴温度场的测量装置及方法。

技术介绍

[0002]难加工材料具有非常优异的常温和高温机械性能，同时，普遍还存在导热性能差以及摩擦系数大等问题。在难加工材料的切削和磨削加工过程中，极易造成加工力大、加工温度高、易粘刀、刀具磨损快以及工件表面质量差等问题。结合难加工材料在切削和磨削加工过程中的冷却润滑问题以及国家大力推进生态文明建设的背景，将sCO2膨胀降温技术与微量润滑技术相结合应用于难加工材料的切削和磨削加工过程中，以改善切削区的冷却和润滑状况，减小加工力和温度，提高加工质量，降低刀具磨损。由于sCO2低温微量润滑系统喷嘴下流场是包含复杂的气液固多相流体，激光测温系统和热成像系统等非接触测温方式仅仅可以测得喷嘴下流场表层温度，很难测得喷嘴下流场全部位点的温度。

技术实现思路

[0003]针对现有技术的不足，本专利技术利用接触式热电偶测温方法，按圆柱坐标系，对sCO2微量润滑系统喷嘴温度场全部位点进行准确快速测量，以获得喷嘴圆柱坐标系温度场。本专利技术提供一种sCO2微量润滑系统喷嘴温度场的测量装置及方法，利用接触式热电偶测温方法，按圆柱坐标系，对sCO2微量润滑系统喷嘴温度场全部位点进行准确快速测量，以获得喷嘴圆柱坐标系温度场。
[0004]一方面，一种sCO2微量润滑系统喷嘴温度场的测量装置，包括工作平台、轴向Z升降系统、角向θ旋转系统、径向r移动系统、喷嘴支撑系统以及热电偶测温系统。
[0005]所述轴向Z升降系统固定安装在所述工作平台上，所述轴向Z升降系统包括轴向支撑架、轴向滑块、轴向丝杠、轴向导轨和轴向伺服电机；所述轴向伺服电机固定安装在轴向支撑架的上端，并与轴向丝杠相连，所述轴向导轨固定安装在轴向支撑架上，轴向滑块安装在轴向丝杠和轴向导轨上；
[0006]所述角向θ旋转系统安装在轴向Z升降系统的轴向滑块上，所述角向θ旋转系统包括角向支撑架、角向滑块、角向导轨和角向力矩直驱电机；所述角向支撑架安装固定在轴向滑块上，所述角向力矩直驱电机固定安装在角向支撑架中点处，角向导轨固定安装在角向支撑架上，角向滑块安装在角向导轨上；
[0007]所述径向r移动系统安装在角向θ旋转系统的角向滑块上，所述径向r移动系统包括径向支撑架、径向滑块、径向丝杠、径向导轨和径向伺服电机；所述径向支撑架固定安装在角向滑块上，所述径向伺服电机固定安装在径向支撑架上，并与径向丝杠相连，径向导轨固定安装在径向支撑架上，径向滑块安装在径向丝杠和径向导轨上；
[0008]所述喷嘴支撑系统固定安装在轴向Z升降系统的轴向支撑架上，所述喷嘴支撑系统包括支撑板、喷嘴固定夹具和喷嘴；所述支撑板安装固定在轴向支撑架上，所述喷嘴固定
夹具安装固定在支撑板中间，喷嘴通过锁紧螺丝安装固定在喷嘴固定夹具上。
[0009]所述热电偶测温系统固定在径向r移动系统的径向滑块上；所述热电偶测温系统包括信号处理器、PC电脑、导线和热电偶；所述PC电脑通过信号传输线缆与所述信号处理器相连，热电偶通过导线与信号处理器相连；
[0010]另一方面，一种用于sCO2微量润滑系统喷嘴温度场的测量方法，基于前述一种用于sCO2微量润滑系统喷嘴温度场的测量装置实现，具体包括以下步骤：
[0011]步骤1：将sCO2微量润滑系统喷嘴安装固定到喷嘴支撑系统上；
[0012]步骤2：打开热电偶测温系统的PC电脑和信号处理器；
[0013]步骤3：根据需要测量温度点位的具体坐标数据，轴向Z升降系统的伺服电机工作，使热电偶先到达轴向坐标处；
[0014]步骤4：角向θ旋转系统的角向力矩直驱电机工作，使热电偶到达角向坐标处；
[0015]步骤5：径向r移动系统的伺服电机工作，使热电偶达到径向坐标处，到此热电偶已完全达到坐标数据指定位点处。
[0016]步骤6：热电偶测温系统工作，对此坐标位点处的温度进行测量。
[0017]采用上述技术方案所产生的有益效果在于：
[0018]本专利技术提供一种用于sCO2微量润滑系统喷嘴温度场的测量装置和测量方法。现有的激光测温系统和热成像系统等非接触测温方式仅仅可以测得喷嘴下流场表层温度，很难测得喷嘴下流场全部位点的温度。和现有技术相比，本专利技术利用接触式热电偶测温方法，按圆柱坐标系，对sCO2微量润滑系统喷嘴温度场全部位点进行准确快速测量，获得喷嘴圆柱坐标系温度场。
附图说明
[0019]图1是本专利技术的一种用于sCO2微量润滑系统喷嘴温度场的测量装置结构示意图；
[0020]图2是本专利技术的轴向Z升降系统结构示意图；
[0021]图3是本专利技术的角向θ旋转系统结构示意图；
[0022]图4是本专利技术的角向滑块结构示意图；
[0023]图5是本专利技术的径向r移动系统结构示意图；
[0024]图6是本专利技术的喷嘴支撑系统结构示意图；
[0025]图中：1—热电偶延长线；2—信号处理器；3—PC电脑；4—工作平台；5—轴向Z升降系统；6—角向θ旋转系统；7—径向r移动系统；8—喷嘴支撑系统；9—轴向支撑架；10—轴向滑块；11—轴向丝杠；12—轴向导轨；13—轴向伺服电机；14—角向支撑架；15—角向滑块；16—角向导轨；17—角向力矩直驱电机；18—角向滑块螺母；19—角向滑块滚轮；20—角向滑块支撑柱；21—角向滑块安装板；22—径向伺服电机；23—径向导轨；24—径向丝杠；25—径向滑块；26—径向支撑架；27—热电偶；28—支撑板；29—喷嘴固定夹具；30—喷嘴；31—锁紧螺丝。
具体实施方式
[0026]下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。
[0027]一方面，一种sCO2微量润滑系统喷嘴温度场的测量装置，如图1所示，包括工作平台4、轴向Z升降系统5、角向θ旋转系统6、径向r移动系统7、喷嘴支撑系统8以及热电偶测温系统。
[0028]所述轴向Z升降系统5如图2所示，固定安装在所述工作平台4上，所述轴向Z升降系统5包括轴向支撑架9、轴向滑块10、轴向丝杠11、轴向导轨12和轴向伺服电机13；所述轴向伺服电机13固定安装在轴向支撑架9的上端，并与轴向丝杠11相连，所述轴向导轨12固定安装在轴向支撑架9上，轴向滑块10安装在轴向丝杠11和轴向导轨12上；其中导轨为光杠导轨；
[0029]所述角向θ旋转系统6如图3所示，安装在轴向Z升降系统的轴向滑块10上，所述角向θ旋转系统包括角向支撑架14、角向滑块15、角向导轨16和角向力矩直驱电机17；所述角向支撑架14安装固定在轴向滑块10上，所述角向力矩直驱电机17固定安装在角向支撑架14中点处，角向导轨16固定安装在角向支撑架14上，角向滑块15安装在角向导轨16上，如图4所示；
[0030]所述径向r移动系统7如图5所示，安本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种sCO2微量润滑系统喷嘴温度场的测量装置，其特征在于，包括工作平台、轴向Z升降系统、角向θ旋转系统、径向r移动系统、喷嘴支撑系统以及热电偶测温系统；所述轴向Z升降系统固定安装在所述工作平台上，所述轴向Z升降系统包括轴向支撑架、轴向滑块、轴向丝杠、轴向导轨和轴向伺服电机；所述轴向伺服电机固定安装在轴向支撑架的上端，并与轴向丝杠相连，所述轴向导轨固定安装在轴向支撑架上，轴向滑块安装在轴向丝杠和轴向导轨上；所述角向θ旋转系统安装在轴向Z升降系统的轴向滑块上，所述角向θ旋转系统包括角向支撑架、角向滑块、角向导轨和角向力矩直驱电机；所述角向支撑架安装固定在轴向滑块上，所述角向力矩直驱电机固定安装在角向支撑架中点处，角向导轨固定安装在角向支撑架上，角向滑块安装在角向导轨上；所述径向r移动系统安装在角向θ旋转系统的角向滑块上，所述径向r移动系统包括径向支撑架、径向滑块、径向丝杠、径向导轨和径向伺服电机；所述径向支撑架固定安装在角向滑块上，所述径向伺服电机固定安装在径向支撑架上，并与径向丝杠相连，径向导轨固定安装在径向支撑架上，径向滑块安装在径向丝杠和径向导轨上；所述喷嘴支撑系统固定安装在轴向Z升降系统的轴向支撑架上；所述热电偶测温系统固定在径向r移动系统的径向滑块...

【专利技术属性】
技术研发人员：李明，王佳琪，周云光，马廉洁，张荣闯，谭雁清，
申请(专利权)人：东北大学秦皇岛分校，
类型：发明
国别省市：