[發明專利]一種滾動軸承往復自旋實驗機

在審

• 申請號: 202211307640.8
• 申請日: 2022-10-25
• 公開（公告）號: CN115615859A
• 公開（公告）日: 2023-01-17
• 發明（設計）人: 柏宗意;栗心明;韓一鳴
• 申請（專利權）人: 青島理工大學
• 主分類號: G01N3/56
• 分類號: G01N3/56;G01N3/06;G01N3/02;G01M13/04
• 代理公司: 青島高曉專利事務所(普通合伙) 37104
• 代理人: 白瑩;于正河

1.一種滾動軸承往復自旋實驗機，其特征在于,主體結構包括相互接觸的玻璃盤與鋼球，及二者上方設置的光學采集機構，以及玻璃盤的下方設置的玻璃盤驅動機構，鋼球的下方設置的支撐與調節機構和加載機構，其中，支撐與調節機構與鋼球驅動機構連接。

2.根據權利要求1所述的滾動軸承往復自旋實驗機，其特征在于,光學采集機構的主體結構包括相互連接的光學顯微鏡與CCD相機；玻璃盤驅動機構的主體結構包括玻璃盤驅動電機、套筒、頂蓋和調平螺母；玻璃盤驅動電機設置于套筒內部，套筒的頂部設置有頂蓋，頂蓋上設置有若干個調平螺母，玻璃盤設置于套筒與頂蓋之間；支撐與調節機構的主體結構包括調平臺、軸承底座、推力球軸承、主軸、大斜齒錐齒輪和球托；調平臺上設置的軸承底座內設置有推力球軸承，推力球軸承內套設有主軸，主軸的底部套設有大斜齒錐齒輪，頂部與球托連接，鋼球置于球托上；加載機構的主體結構包括軸承支座之間設置的加載板，以及加載板的下方設置的加載頂針；鋼球驅動機構的主體結構包括鋼球驅動電機，以及通過聯軸器和軸與其連接的小斜齒錐齒輪。

3.根據權利要求2所述的滾動軸承往復自旋實驗機，其特征在于,玻璃盤與套筒和頂蓋之間均設置有橡膠墊，頂蓋與橡膠墊之間還設置有鋼墊；調平臺通過調平臺支座設置于加載板上；大斜齒錐齒輪與小斜齒錐齒輪嚙合。

4.根據權利要求2或3所述的滾動軸承往復自旋實驗機，其特征在于,工作原理為：

通過外接的PLC和伺服電機繼電器驅動玻璃盤驅動電機轉動，玻璃盤驅動電機通過套筒帶動玻璃盤轉動；通過外接的PLC和伺服電機繼電器驅動鋼球驅動電機轉動，鋼球驅動電機通過聯軸器和軸驅動小斜齒錐齒輪轉動，進而帶動大斜齒錐齒輪和鋼球轉動；玻璃盤與鋼球轉動接觸，光學采集機構采集接觸區的油膜圖像并傳輸至外接的計算機上進行潤滑油膜厚度、油膜外形和磨損狀態的分析和處理。

5.根據權利要求4所述的滾動軸承往復自旋實驗機，其特征在于,使用時，將光學顯微鏡和CCD相機分別與計算機連接，光學顯微鏡位于玻璃盤與鋼球的上方；將玻璃盤置于套筒上，放置橡膠墊和鋼墊后，擰緊頂蓋，通過外接的PLC和伺服電機繼電器驅動玻璃盤驅動電機緩慢轉動，玻璃盤驅動電機通過套筒帶動玻璃盤緩慢轉動，通過調平螺母調整玻璃盤的位置使其保持水平；將鋼球置于球托上，設定載荷，通過加載頂針頂起加載板抬升鋼球，使鋼球與玻璃盤接觸，同時，轉動調平臺，使鋼球保持水平，通過外接的PLC和伺服電機繼電器驅動鋼球驅動電機轉動，鋼球驅動電機通過聯軸器和軸驅動小斜齒錐齒輪轉動，進而通過大斜齒錐齒輪帶動鋼球轉動；玻璃盤與鋼球做相對運動；光學采集機構實時采集接觸區的油膜圖像并傳送至計算機；計算機測量、分析油膜厚度與形狀。

6.根據權利要求2或3所述的滾動軸承往復自旋實驗機，其特征在于,套筒與頂蓋螺紋式連接；頂蓋的表面加工有螺紋孔；加載頂針由外接的搖桿驅動，使加載板抬升或下降，載荷值由外接的壓力傳感器顯示。

7.根據權利要求5所述的滾動軸承往復自旋實驗機，其特征在于,玻璃盤磨損后，更換新的玻璃盤或金屬盤，通過加載機構使玻璃盤與鋼球以不同的載荷相互接觸。

8.根據權利要求5所述的滾動軸承往復自旋實驗機，其特征在于,在玻璃盤與鋼球接觸的狀態下，間接驅動二者做相對運動，形成接觸條件下的彈性流體動力潤滑。