[實用新型]織構化軸承間空化壓力的測量裝置

有效

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• 申請日: 2015-03-23
• 公開（公告）號: CN204422131U
• 公開（公告）日: 2015-06-24
• 發(fā)明（設計）人: 張亞偉;楊淑燕;陳陽
• 申請（專利權）人: 青島理工大學
• 主分類號: G01L11/00
• 分類號: G01L11/00;G01N21/84
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 王吉勇

技術領域

本實用新型涉及一種潤滑油實驗測量裝置，具體是指一種在織構化軸承間保持平行或者臨近平行的條件下，對軸承間潤滑油膜形成的氣穴壓力的測量裝置，屬于低副接觸流體潤滑油膜的實驗測量領域。

背景技術

研究結果表明，表面紋理(織構)能夠有效改善潤滑。這是因為眾多的表面紋理充當了無數(shù)個動壓軸承從而提高了承載力。然而，在每個表面紋理單元的楔形區(qū)域內，油膜壓力有可能降低至大氣壓或者飽和蒸汽壓，這樣就很容易導致氣穴(空化)的發(fā)生。空化是指液體內局部壓力降低時，液體內部或液固交界面上蒸氣或氣體的空穴(空泡)的形成、發(fā)展和潰滅的過程。

Qiu等人利用LRI-1a型的摩擦磨損試驗機在微觀尺度下對具有多個表面圓形和橢圓形凹坑的面-面接觸條件下的氣穴進行了試驗研究；結果發(fā)現(xiàn)空化壓力與卷吸速度有關，且給出了通過試驗中氣穴的大小來判別氣穴類型的方法。但他們對氣穴的研究只能是進行定性的判斷。現(xiàn)在雖然人們已經認識到空化在表面織構潤滑中起至關重要的作用，但對表面織構中的空化現(xiàn)象及其規(guī)律的研究還很欠缺，在表面織構的潤滑分析中，有的學者為了簡化計算直接忽略負壓的存在，有的學者只是根據(jù)經驗給定一個假定的值或者數(shù)量級。因此，通過實驗研究獲得表面織構中空化現(xiàn)象的規(guī)律及空化壓力的數(shù)值是非常有必要的，對進一步探求表面紋理潤的作用機理和規(guī)律，進而為織構的優(yōu)化設計提供必要的理論指導都具有重要的現(xiàn)實意義。

中國專利CN?101458068?A公開了一種微型滑塊軸承潤滑油膜測量儀，包括一機架，一微型滑塊，一透明圓盤，一微型滑塊固定調整單元，滑塊用一組調節(jié)裝置來調節(jié)和固定微型滑塊傾角；一透明圓盤回轉單元，一加載單端，一顯微干涉測量單元。本發(fā)明調節(jié)上述傾角效率高，精度高，傾斜面兩側高度差調節(jié)精度為0.2微米。使用本實用新型在靜態(tài)條件下可得到設定的微滑塊工作平面與透明光學圓盤之間的傾角。傾角的調節(jié)包括大小和方向。

中國專利CN?203502328?U公開了一種《基于光學反饋的潤滑油薄膜承載力測量裝置》，包括機架，機架上設置平面圓盤回轉單元和顯微干涉測量單元，機架上還設置微滑塊調整及油膜承載力測量單元，微滑塊調整及油膜承載力測量單元設置在平面圓盤回轉單元的上方，且與平面圓盤回轉單元相配合，微滑塊調整及油膜承載力測量單元的壓板上安裝傳感器，傳感器連接微滑塊；利用多光束干涉法對膜厚進行精確測量，利用拉壓傳感器對油膜的承載力進行直接測量，有效解決涂層界面磨損與保持兩接觸面的平行問題，而且對承載區(qū)間油膜承載力的直接測量，更好地研究表面改性對摩擦性能的影響，具有更高的工程價值。

綜上所述，中國專利CN?101458068?A公開的一種微型滑塊軸承潤滑油膜測量儀，對傾角的調節(jié)是通過8個中心對稱的調節(jié)螺栓的壓緊來對滑塊進行不同方位的調節(jié)；但調節(jié)裝置固定在壓板上，圓盤開始轉動后，壓板會有上下浮動，造成傾角的變化。

中國專利CN?203502328?U公開的一種基于光學反饋的潤滑油薄膜承載力測量裝置，通過升降位移臺和鎖緊機構固定壓板解決了上述問題，但圓盤轉動引起的傾角變化卻未解決。空化產生的一個必要條件就是接觸面平行或者幾乎平行，在實際操作實驗中，上述兩種裝置在調節(jié)非平行的傾角時效果很好，但進行平行調節(jié)時，卻因為壓板的浮動和圓盤轉動不能保持平穩(wěn)持續(xù)的平行，從而引起負傾角而造成劃盤，且不平穩(wěn)持續(xù)的平行會使空化時有時無，無法對空化壓力進行采值評估。

實用新型內容

本實用新型的目的是為克服上述現(xiàn)有技術的不足，提供一種織構化軸承間空化壓力的測量裝置，利用該裝置能夠對空化現(xiàn)象進行直接觀察，對接觸區(qū)內空化壓力進行直接測量，從而獲得表面織構中空化現(xiàn)象的規(guī)律及空化壓力的數(shù)值，進一步研究表面紋理潤滑條件下氣穴對潤滑機理的影響。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用下述技術方案：

一種織構化軸承間空化壓力的測量裝置，包括機架，機架上的試驗臺上設置有圓盤回裝單元，圓盤回裝單元上部設置有與其相對應的織構空化壓力測量單元，圓盤回裝單元下方設置有與其相對應的顯微觀測單元，織構空化壓力測量單元與安裝于機架上的加載單元相連；

所述織構空化壓力測量單元包括磁力壓桿、織構空化壓力測量盤和壓板，磁力壓桿上端與壓板固定連接，磁力壓桿下端為圓球形，該圓球形端部通過與織構空化壓力測量盤中心處的錐形槽配合形成自調心機構，使加載后織構空化壓力測量盤與其下部的圓盤回裝單元的玻璃盤自行形成平行狀態(tài)。

所述織構空化壓力測量盤與圓盤回裝單元的玻璃盤表面相對應接觸的面為工作面，另一面為安裝面。