一种多功能润滑脂加热装置制造方法及图纸

本发明专利技术属于机械设备技术领域，涉及一种可控制环境温度的多功能润滑脂加热装置，将钢球、玻璃盘和润滑剂置于稳定的高温环境中，通过测试结果分析滚动轴承处在高温环境中的作用机理，使用时，与球盘试验机配合，为测试工况增加一个变量，将温度传感器作为反馈系统，对温控系统进行闭环控制，在加热盒的内部温度达到目标温度后停止加热，实验结果表明，钢球与平面玻璃盘之间的接触能够有效的模拟真实的滚动体和轴承内外圈的接触，通过双色光干涉技术将采集到图像传输到电脑上，通过测量加载板上的压力，计算相应的载荷，能够得到润滑剂的摩擦系数，以便对滚动轴承的润滑机理进行定量分析，对弹流润滑前沿研究具有重要意义。对弹流润滑前沿研究具有重要意义。对弹流润滑前沿研究具有重要意义。

【技术实现步骤摘要】
一种多功能润滑脂加热装置

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[0001]本专利技术属于机械设备
，涉及一种可控制环境温度的多功能润滑脂加热装置，为探究环境温度对油膜厚度的影响提供支持。

技术介绍
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[0002]滚动轴承运转性能及装备可靠性与润滑状态密切相关，油膜厚度决定了润滑状态区间，明确影响油膜厚度的关键因素是弹流润滑的研究重点之一。油膜厚度主要受运转速度、载荷、润滑剂粘度、几何接触形式和接触副入口供油状态等因素影响，为对润滑剂流动分布及润滑状态进行表征，常采用光干涉可视化测量技术测量油膜厚度，分析润滑成膜机制。例如，中国专利201811035950.2公开的一种滑滚工况下滚子摩擦副的油膜厚度以及油膜拖动系数测试装置，包括双驱动的环状玻璃
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滚子接触副、加载机构、供油系统、油膜厚度测量装置以及油膜拖动系数测量装置，环状玻璃和试验滚子分别由不同机构驱动，环状玻璃由电机经过联轴器Ⅰ、扭矩传感器、联轴器Ⅱ以及气浮轴承带动，而试验滚子由电机经过同步轮、支撑轮以及陪试滚子带动；加载装置是砝码将重量通过杠杆传递给滚轮，然后滚轮推动升降轴向上移动，将力传递给试验滚子；油膜厚度测量装置是由平凸透镜和特制同轴显微镜组成，平凸透镜固定在特制显微镜上，并且通过移动平台可实现上下移动；油膜拖动系数测量装置是环状玻璃与转轴一端相连，转轴由气浮轴承支撑，该转轴的另一端通过联轴器与扭矩传感器连接，环状玻璃与试验滚子之间的油膜拖动力通过气浮轴承传递给扭矩传感器，根据所加的力、接触副的偏心距以及测得扭矩便可计算油膜拖动系数。中国专利202010542411.9公开的一种推力球轴承光干涉线性油膜厚度检测方法，具体如下：步骤1、将水平设置的传动模块支撑滑轨固定在试验台底座上，传动模块支架与传动模块支撑滑轨构成滑动副；然后，将紧固螺栓一穿过传动模块支架开设的通孔和传动模块支撑滑轨开设的调节槽，并与螺母一连接；接着，将传动轴通过双列角接触球轴承支承在轴承外套内；将轴承垫圈与轴承外套通过螺钉固定，对双列角接触球轴承进行轴向限位；最后，将轴承外套与传动模块支架通过螺钉固定，使得传动轴水平设置；步骤2、在玻璃推力球轴承套圈的滚道表面镀铬膜和二氧化硅膜，且二氧化硅膜设置在内层；然后，将与推力球轴承保持架钢球组件匹配的玻璃推力球轴承套圈套置在螺纹轴上，轴套也套置在螺纹轴上，玻璃推力球轴承套圈的两侧分别通过螺纹轴的轴肩和轴套的轴肩轴向定位；接着，将六角螺母与螺纹轴通过螺纹连接，并压紧轴套；最后，将螺纹轴与传动轴通过联轴器连接；步骤3、将钢制推力球轴承套圈固定安装在加载机构上；然后，在推力球轴承保持架钢球组件的钢球和保持架之间的缝隙内填入润滑脂，将推力球轴承保持架钢球组件贴合于钢制推力球轴承套圈上；接着，拧松紧固螺栓二，调节加载机构的加载支架在传动模块支撑滑轨上的位置；最后，拧紧紧固螺栓二；步骤4、加载机构对钢制推力球轴承套圈施加载荷；然后，打开显微镜高速摄像头中的单色光源；步骤5、将显微镜高速摄像头对准玻璃推力球轴承套圈的滚道，单色光源经过玻璃推力球轴承套圈，达到玻璃推力球轴承套圈的滚道和钢球表面时被分别反射，两部分反射光由于光程差产生干涉条纹；调整显微镜聚焦后，传动机构驱动传动轴，传动轴
带动螺纹轴、轴套和玻璃推力球轴承套圈旋转；步骤6、使用显微镜高速摄像头拍摄推力球轴承保持架钢球组件中的钢球与玻璃推力球轴承套圈滚道之间的油膜光干涉图像；采集到的油膜光干涉图像经图像采集卡传给计算机，计算机计算出油膜厚度，从而得到玻璃推力球轴承套圈的滚道和钢球接触区内经过钢球中心且沿玻璃推力球轴承套圈滚道切线方向的直线所在位置上膜厚分布，以及与该直线垂直的直线所在位置上膜厚分布；步骤7、使传动机构停转驱动传动轴，显微镜高速摄像头拍摄钢球与玻璃推力球轴承套圈滚道之间的油膜光干涉图像；采集到的油膜光干涉图像经图像采集卡传给计算机，进而测量出传动轴停转状态下第二相脂池朝向钢球滚动方向的边缘到玻璃推力球轴承套圈滚道和钢球接触区朝向钢球滚动方向的边缘之间的最小距离d2；步骤8、对比d1、d2，并观察步骤6和步骤7中得到的第二相脂池形状，分析第二相脂池中的润滑剂在毛细作用下的回流行为、回流量随时间变化情况、轴承工作时和停止工作后第二相脂池的回流状态；步骤9、重复执行三次以下步骤：依次执行步骤5、步骤6、步骤7和步骤8；每次重复时，在步骤5中，显微镜高速摄像头对准的玻璃推力球轴承套圈滚道位置不同；总共四次执行的步骤5中，显微镜高速摄像头对准的玻璃推力球轴承套圈滚道四个位置分别为水平面上的两个位置和竖直面上的两个位置；步骤10、加载机构对钢制推力球轴承套圈卸载；然后，拧松紧固螺栓二，调节加载机构的加载支架在传动模块支撑滑轨上的位置；接着，取下推力球轴承保持架钢球组件和钢制推力球轴承套圈，通过显微镜高速摄像头拍摄钢制推力球轴承套圈的滚道中脂须形貌；在钢制推力球轴承套圈的滚道上选择沿周向均布的四个点位，测量每个点位脂须数量以及各脂须与滚道之间的角度；最后，将所有脂须与滚道之间的角度求和后，除以四个点位处脂须数量总和，得到脂须角度均值；步骤11、使用石油醚对钢制推力球轴承套圈、推力球轴承保持架钢球组件和玻璃推力球轴承套圈进行清洗；步骤12、将钢制推力球轴承套圈固定安装在加载机构上，在推力球轴承保持架钢球组件的钢球和保持架之间的缝隙内填入润滑脂，将推力球轴承保持架钢球组件贴合于钢制推力球轴承套圈上；调节加载机构的加载支架在传动模块支撑滑轨上的位置；拧紧紧固螺栓二；然后，通过加载机构对钢制推力球轴承套圈施加所需检测的载荷；接着，重复步骤5，重复步骤5时若需要改变玻璃推力球轴承套圈转速，则通过传动机构进行调节；最后，重复步骤6、步骤7、步骤8、步骤9、步骤10和步骤11；步骤13、重复步骤12，直到所需检测的推力球轴承保持架钢球组件和玻璃推力球轴承套圈之间的加载力全部检测完毕。但是，目前常规的测试均是在室温下进行，缺乏针对环境温度对油膜厚度影响的评价和测量手段，并且润滑剂粘度会随着环境温度的增加而降低，润滑状态会由流体动压润滑向混合润滑及边界润滑区间转化，除此之外，温度的升高加还会引起润滑剂发生氧化，同样增加润滑失效的风险。
[0003]为探究温度对润滑油脂成膜性能的影响，即高温对润滑剂微观结构、理化性能、流变性能的影响及作用机制，现有技术采用了多种手段及测量技术进行评价，例如：有的设备通过不同环境温度下粘度随剪切速率的变化反映润滑剂的流变特性；有的设备通过测量摩擦力曲线及磨斑形貌表征润滑剂的抗磨及承载能力。进行光弹流油膜厚度测量时，通过对润滑脂进行高温处理，分别考察不同温度及高温时间对油膜厚度的影响，其仅对润滑剂进行处理，无法模拟实际工况中高温环境对润滑剂流动及成膜特性的影响，且无法定量评估热效应及剪切特性对润滑剂降解的影响程度。因此，基于常规球盘试验机搭建一种环境温度调控的加热装置，实现温度调节功能，为考察热效应对润滑剂在运动过程中衰退机理提
供测试设备，为摩擦学机理研究提供评价手段。

技术实现思路
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[0004]本专利技术的目的在于克服现有技术存在的缺点，研发设计一种多功能润滑脂加热装置，将钢球、玻璃盘和润滑剂置本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多功能润滑脂加热装置，主体结构包括加热盒及其顶部设置的观测单元，内部设置的球托及加载板单元和玻璃盘及驱动单元，其特征在于，加热盒的主体结构包括支架上设置的用于安装刮脂块的刮脂块支架和用于安装盒状结构的支撑板，以及盒状结构内设置的加热丝和温度传感器，此外，盒状结构的顶部设置有玻璃板以及由上盖密封的通孔。2.根据权利要求1所述的多功能润滑脂加热装置，其特征在于，加热盒将钢球、玻璃盘和润滑剂置于封闭环境中。3.根据权利要求1所述的多功能润滑脂加热装置，其特征在于，观测单元的主体结构包括光纤发射器、镜筒、物镜和CCD相机，对球盘的高速运动过程进行拍摄并保存接触区图像。4.根据权利要求1所述的多功能润滑脂加热装置，其特征在于，球托及加载板单元中的球托处设置有挡板，用于保持钢球运动状态，为接触副施加载荷。5.根据权利要求1所述的多功能润滑脂加热装置，其特征在于，玻璃盘及驱动单元与钢球接触形成接触区，模拟轴承中内外圈与滚动体之间的接触形式。6.根据权利要求1
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5中任一项所述的多功能润滑脂加热装置，其特征在于，适用于单驱实验，玻璃盘作为主动件带动钢球运动，模拟工程中轴承内圈带动滚动体工况。7.根据权利要求6所述的多功能润滑脂...

【专利技术属性】
技术研发人员：栗心明，陈凯，金旭阳，陈乙，
申请(专利权)人：青岛理工大学，
类型：发明
国别省市：