CN104613878A - 一种新型线接触光弹流实验装置 - Google Patents
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Abstract
公开一种滚子弹流油膜测量装置。由光干涉法测量凸度滚子的弹流膜形、膜厚，包括机架(6)、传动机构(8)、加载机构。电机(10)经联轴器(9)、传动机构(8)，驱动机架(6)上圆环玻璃(5)旋转，机架(6)一端由推力轴承支承(4)，另一端为预紧机构(7)；加压机构为滚轮(3)杠杆(2)式，保持滚子(14)与圆环玻璃(5)内侧最低处接触，载荷(1)由加压机构和滚子(14)对圆环玻璃(5)加载；圆环玻璃(5)下方为显微镜(12)，光源(13)射出光经显微镜(12)到滚子(14)与圆环玻璃(5)接触处，干涉图由数据采集系统(11)处理。优点：结构简单，易实现高速、重载，可测凸型和凸度量的弹流油膜。
Description
技术领域
本发明涉及的是测量高速重载时弹流润滑状态下圆柱滚子摩擦副动态油膜厚度及其形状的技术领域。
背景技术
采用光干涉法测量滚子摩擦副接触区的油膜，可以同时获得膜形膜厚，仍然是弹流润滑基础研究的重要手段。虽然膜厚分辨率受到光源波长所限，但测量精度是相当满意的。作为膜厚的最有效测试方法，光干涉技术的测试精度已达到1纳米左右。传统试验台主要是对球或是椭圆比很小的短滚子以回转运动进行，通过一个旋转的圆盘与旋转的球加载后产生弹流润滑，透过镀膜的玻璃盘可以观测到弹流润滑状态。由于设计方法的原因，传统试验台不能消除支承点与压力点之间的距离，而要保持接触处卷吸速度高、试验台运行平稳，就应取支承点与压力点之间的距离较大，从而导致透明材料承受弯矩，承受高拉应力作用，使得透明材料易被折断而难以承受较大的载荷。对于有限长滚子摩擦副而言，主要是观察滚子凸度对弹流润滑动态油膜的影响，线接触的变形量和高接触应力需重载条件才能实现。
光干涉法已经成功地应用于点接触润滑油膜测量中，相关线接触滚子摩擦副弹流实验研究却很少，直线往复式试验台只能运行在低速，而对于高速重载线接触弹流润滑的膜形膜厚测量至今未见报道。
发明内容
本发明的目的是为了弥补线接触光弹流润滑油膜测量的实验装置，可以实现圆柱滚子工作在高速、重载状态下，提供一种能够测量各种凸型、凸度量滚子的弹流润滑油膜厚度和形状的实验装置。
本发明是提供如下技术方案实现的：一种在高速、重载工况下，具有滚轮浮动支承的纯滚动线接触润滑油膜测量试验台，测量弹流润滑条件下滚子摩擦副中部、特别是端部在不同凸型、凸度量修型时油膜厚度及其形状。特征为：①透明材料为一圆环，实验时绕其中心轴转动。②被测件为圆柱滚子，即为线接触。③重载荷，总载荷量可以达到3000N以上。④滚轮浮动支承，确保滚子与透明圆环在最低位置接触，且沿滚子径向截面上作纯滚动。优点： 结构简单，重载，易实现高速工况，可以测量弹流状态下有限长滚子、特别是其端部的动态油膜厚度和形状。
附图说明
图1所示为测量装置整体示意图；
图2所示为浮动滚轮工作示意图；
具体实施方式
为了使本发明的内容、目的以及使用时的操作顺序更容易更清楚地被理解，以下结合附图及实施例，对本发明进一步详细说明。
本发明提供了一种测量圆柱滚子纯滚动弹流润滑时动态油膜的实验装置，如图1所示，包括伺服电机(10)、联轴器(9)、传动机构(8)、预紧调节机构(7)、实验机架(6)、透明玻璃环(5)、端面支承(4)、浮动滚轮(3)、加载杠杆(2)、载荷(1)、数据采集与处理装置(11)、显微镜(12)、光源(13)、试件滚子(14)，以及用于装配固定所用的螺栓螺母及插销。其中如图2所示包括加载杠杆(2)、浮动滚轮(3)、透明玻璃环(5)、试件滚子(14)。
Claims (3)
1.一种测量圆柱滚子纯滚动弹流润滑时动态油膜的实验装置，包括实验机架(6)、伺服电机(10)、传动机构(8)、预紧调节机构(7)、浮动加压机构、光学测量系统。所述伺服电机(10)通过联轴器(9)、传动机构(8)、预紧调节机构(7)驱动一个水平安置在实验机架(6)上的圆环玻璃(5)作旋转运动，实验机架(6)一端为推力轴承的端面支承(4)，另一端为预紧调节机构(7)；所述浮动加压机构为滚轮(3)杠杆(2)式，保持试件滚子(14)与圆环玻璃(5)的内侧在最低处接触，载荷(1)通过浮动加压机构和试件滚子(14)对所述圆环玻璃(5)施压加载；所述光学测量系统是在圆环玻璃(5)的下方固定安置一只显微镜(12)，光源(13)射出的光线经显微镜(12)到试件滚子(14)与圆环玻璃(5)接触处，接触处的反射光又返回到显微镜(12)，获取干涉图像后经计算机数据采集系统(11)处理。
2.根据权利要求1所述的圆柱滚子纯滚动弹流润滑时动态油膜的实验装置，其特征在于所述传动机构是：所述伺服电机(10)经联轴器(9)、轴向预紧(7)，驱动圆环玻璃(5)旋转。
3.根据权利要求1所述的圆柱滚子纯滚动弹流润滑时动态油膜的实验装置，其特征在于所述浮动加压机构是：两个小滚动轴承内圈分别固定安装在两根平行于杠杆(2)的固定轴上组成滚轮(3)，两根固定轴位于杠杆(2)轴线的下方，以杠杆(2)轴线为滚轮(3)的中心轴，滚轮(3)可绕着杠杆转动，两个小滚动轴承的外圈相距2-5mm，该两根固定轴的轴线与所述圆环玻璃(5)、试件滚子(14)中心线、杠杆(2)的轴线相互平行，与圆环玻璃(5)旋转运动切线方向相垂直，试件滚子(14)与滚轮(3)的两个小滚动轴承外圈滚动接触，并被压在圆环玻璃内圈最低处。
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