[實用新型]一種用于織構化摩擦表面潤滑流體壓力的測量裝置

有效

• 申請號: 201821435233.4
• 申請日: 2018-09-03
• 公開（公告）號: CN208595997U
• 公開（公告）日: 2019-03-12
• 發明（設計）人: 宋清華;郭超;劉戰強;高建;冀寒松;王兵
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: G01L19/00
• 分類號: G01L19/00;G01M13/00
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 任歡

本實用新型公開了一種用于織構化摩擦表面潤滑流體壓力的測量裝置，解決了現有技術中無法有效測量織構化摩擦表面潤滑流體內部壓力的問題，具有能夠實現對潤滑流體壓力的穩定測量和潤滑流場的求解的有益效果；其方案如下：一種用于織構化摩擦表面潤滑流體壓力的測量裝置，包括相對設置第一夾持件和第二夾持件，其中一個夾持件夾持織構化板，另一個夾持件夾持光滑板，潤滑流體處于光滑板和織構化板之間，光滑板與織構化板各自設置若干壓力傳感器，壓力傳感器分別與控制器連接。

技術領域

本實用新型涉及精密機械工程領域，特別是涉及一種用于織構化摩擦表面潤滑流體壓力的測量裝置。

背景技術

摩擦現象在生活中處處存在，摩擦性能的好壞關系著能源的耗費和器件的壽命，并直接影響到企業的運行成本，因而必須想方設法來提高潤滑性能，減小摩擦。添加表面織構作為一種改善摩擦學性能的方法，在實驗和工業領域已經得到廣泛應用，例如推力軸承、徑向軸承、機械密封、汽車發動機、機床導軌和磁存儲系統等。為了更好地研究潤滑微流場，必須對織構潤滑流場中的壓力進行測量，從而提前發現問題并優化表面結構，提高摩擦性能。

現有的潤滑流體壓力測量裝置存在以下明顯的不足和局限性，依然有待改進。

(1)現有的油膜壓力測量裝置，不能直接測量織構表面流場內部的壓力。傳統在軸瓦上沿徑向分布壓力傳感器的測量方法通常精度較差，現在也有在軸上開孔放置壓力傳感器來連續測量油膜壓力的方法，如申請號為201210514630.1的實用新型專利公開了一種浮環軸承內油膜壓力檢測方法，在轉子軸上開徑向盲孔，其中放入無線壓力傳感器，通過對無線壓力傳感器中SD卡數據的讀取和處理來測量油膜壓力分布；如申請號為201610929181.5的實用新型專利公開了一種滑動軸承油膜壓力和油膜溫度的三維測量方法，在轉子軸上開徑向螺紋孔來放置有線壓力傳感器和溫度傳感器，將傳感器測量得到的壓力和溫度信號傳送到采集系統，得到壓力和溫度的測量數據。但是，這些實用新型只能測量滑動軸承表面壓力，在測量織構化摩擦表面潤滑流體的壓力時，因織構內部會發生空化等現象，單側的壓力測量不能測量沿油膜厚度方向壓力的變化，不能從微觀織構層面進行測量，導致測量精度不夠，測量不同點壓力時存在效率低、操作復雜等問題。

(2)現有的織構化表面壓力測量方法，不能深入到織構內部測量壓力，測量結果不夠精確。如申請號為201520165165.4的實用新型專利公開了一種織構化軸承間空化壓力的測量裝置，在機架上的實驗臺上設置有圓盤回裝單元，下方設置有與之對應的顯微觀測單元，上部設置有與其相對應的織構空化壓力測量單元，并與安裝于機架上的加載單元相連，可以在空化現象發生時對其進行實時的觀察記錄和對其壓力進行實時的測量記錄。但是，此方法只是從宏觀上測量了織構表面的空化壓力，沒有深入到織構的內部，測量結果不準確，不能求解潤滑流場中的壓力分布情況，另外，下摩擦表面只能用透明材料，限制了摩擦材料的類型，因此，此方法存在較大缺陷。

(3)現有的油膜壓力求解方法，不能有效計算織構化摩擦表面潤滑流體的壓力場分布。如申請號為201410374918.2的實用新型專利公開了一種考慮傾斜與熱的靜壓油墊性能計算方法，使用簡化推導出的二維雷諾方程，并進行無量綱處理并計算油墊的承載力，剛度與阻尼，最后基于有限差分法使用Matlab編寫計算程序得到油墊的壓力等各項性能參數。但是，現有研究表明，對于織構化表面流場，當織構深度較大時會在其內部形成漩渦，雷諾方程中沿油膜厚度方向壓力不變的假設不能成立，因而雷諾方程不能使用，需要用N-S方程求解。另外，有限差分法雖然求解簡單直觀，無需構建形函數，建模簡便，易于編程，但是其適應性差，受幾何形狀限制較大，可處理定解條件的種類較少，單元大小和節點選取受限。因而，此實用新型只能求解表面形狀均勻變化的油膜壓力場，不能較好的適用于織構化表面的潤滑流場。

綜上所述，現有技術中對于織構化摩擦表面潤滑流體內部的壓力測量問題，尚缺乏有效解決方案。

實用新型內容