一种不同滑滚比下润滑薄膜摩擦力与磨损过程测量装置制造方法及图纸

本发明专利技术属于不同滑滚比下高副接触润滑薄膜摩擦力与磨损测量领域，特别涉及一种不同滑滚比下润滑薄膜摩擦力与磨损过程的测量装置，其主体结构包括支撑平台、圆盘驱动装置、球驱加载回转装置、回转装置、磨损测量装置、平移装置、测速装置和传感器固定装置，回转装置置于球驱加载装置的下侧，用以支撑和带动球驱加载装置转动，使球驱加载装置上的钢球转动到磨损测量装置的玻璃盘上，然后直接用以对磨损表面进行形貌测量，其整体设计构思巧妙，各装置之间布局合理，功能多样、切换灵活使用方便，能够对油膜摩擦力和磨损过程情况完成测量，实用性强，同时应用环境友好，市场前景广阔。

A measuring device for friction and wear process of lubricating film under different slip ratio

The invention belongs to a different slide roll ratio and wear measurement field under high contact friction lubrication film, in particular to a different slide roll ratio measuring device and lubrication film friction wear process, the main structure comprises a supporting platform, a disk driving device, driving device, rotary rotary ball loading device, wear measuring device, translation device a speed measuring device and a fixing device, sensor, rotary drive device is arranged on the underside of the ball loading device, to support and drive the ball rotation displacement loading device, the ball ball drive loading device rotates to the glass disc wear measuring device, and then directly used for shape measurement of wear surface, the ingenious design, the device layout is reasonable, functional, easy to use and flexible switching, capable of oil film friction and wear process of measurement, real It has strong use and friendly environment, and has a broad market prospect.

【技术实现步骤摘要】
一种不同滑滚比下润滑薄膜摩擦力与磨损过程测量装置
:本专利技术属于不同滑滚比下高副接触润滑薄膜摩擦力与磨损测量领域，特别涉及一种不同滑滚比下润滑薄膜摩擦力与磨损过程的测量装置，能够对不同相对运动条件下高副接触零部件的摩擦磨损过程进行模拟测量。
技术介绍
:探索相对运动的机械零部件间的摩擦磨损机制是摩擦学领域研究的重点。国内外学者围绕该问题开展了大量研究，以期在揭示摩擦磨损机制的基础上进行优化的摩擦学和润滑介质设计。然而，在零部件摩擦磨损过程中，接触副内的真实接触状态无法直接测量，这给揭示摩擦磨损机理带来了困难。另外，新型表面涂层和新型润滑材料的摩擦学性能也需要借助摩擦磨损数据进行定量表征。例如，不同运动状态和运动过程对处于混合润滑状态下表面粗糙度演化的影响，对处于边界润滑状态下表面吸附膜的影响，都需要定量测量。目前采用的摩擦磨损测量装置，一方面试样的表观形貌需要离线观察，无法对摩擦磨损过程中的表观形貌演化过程进行实时测量；另一方面无法同时实现不同滑滚比条件下摩擦力、膜厚和磨损的同时测量。已有的不同滑滚比条件下摩擦力和膜厚测量装置加载板运动不稳定对摩擦力测量产生扰动，同时张紧线在拉力作用下限制了润滑油膜的自由提升，使得膜厚数据测量不准确。因此，为克服现有技术存在的缺陷，开发一种切实可行的实验装置对不同滑滚比条件下润滑薄膜摩擦力及磨损进行准确测量，因此设计了一种不同滑滚比条件下润滑油薄膜摩擦力和磨损测量模拟装置，能够实现润滑薄膜摩擦力和磨损过程的同时测量。
技术实现思路
为克服现有技术存在的缺陷，开发一种新的测量装置对不同滑滚比下润滑薄膜摩擦力和磨损过程进行准确测量，以用于揭示处于不同润滑状态下的摩擦学特性,在对不同滑滚比下润滑薄膜摩擦力和磨损过程研究中，为了简化分析将滚动体与轴承滚道的接触等效为滚动体与平面的接触，设计制备一种不同滑滚比下润滑薄膜摩擦力与磨损过程测量装置。为解决上述技术问题，本专利技术涉及的不同滑滚比下润滑薄膜摩擦力与磨损过程测量装置的主体结构包括：支撑平台、圆盘驱动装置、球驱加载回转装置、回转装置、磨损测量装置、平移装置、测速装置和传感器固定装置，所述支撑平台的主体结构包括上平台、下平台、支撑柱、支撑脚和贯穿孔，所述上平台和下平台均为方形结构金属结构，并且上平台和下平台的长度与宽度相等，所述上平台和下平台之间通过四角处的圆柱形金属支撑柱连接，所述下平台的下侧面固定置有用以支撑底座的支撑脚，用以调平整个装置和防止下平台与地面接触，并且提高搬运的便捷性，所述上平台靠近左边沿中间处开有圆形贯穿孔，用以放置圆盘驱动装置。本专利技术所述的圆盘驱动装置于支撑平台的上侧靠近左边沿处，其主体结构包括：圆钢盘、从动带轮、主轴、圆盘压盖、盘驱电机支座、盘驱电机、主动带轮、底座固定孔和法兰盘，圆柱形的圆钢盘置于主轴的上端，用以与钢球构成高应力点接触弹流接触副，所述圆钢盘的上下侧分别置有用以固定圆钢盘的金属材质的圆盘压盖，用以对圆钢盘进行固定，使圆钢盘只能够跟随主轴转动，所述主轴上靠下处置有法兰盘，所述法兰盘通过螺栓固定于贯穿孔上，用以将圆盘驱动装置固定在上平台上，所述法兰盘和钢盘下侧的圆盘压盖之间的主轴上套有用以保护主轴的圆柱形空心套筒，所述主轴的下端置有圆形从动带轮，所述从动带轮位于贯穿孔的下侧，所述下平台中间处长方形阵列式分布有用以固定盘驱电机支座的底座固定孔，所述盘驱电机支座包括两块左右对置分布的L形侧板和一块方形顶板，L形侧板下侧的横板固定在下平台的上的底座固定孔上，用以支撑和固定盘驱电机，所述盘驱电机支座能够根据与从动带轮的位置需要来水平调整位置，用以为圆钢盘提供动力的盘驱电机固定置于盘驱电机支座的两块L形侧板之间，并且盘驱电机的输出轴上端穿过盘驱电机支座的顶板，所述盘驱电机的输出轴上端固定有用以将动力传递至从动带轮的主动带轮，所述主动带轮与从动带轮直接连接有传动带。本专利技术所述的球驱加载装置位于圆盘驱动装置的后侧，用以驱动钢球，实现钢球在圆钢盘上的加载，所述钢球与圆钢盘构成摩擦副，并通过圆盘驱动装置和加载回转装置的配合用以来测量摩擦副在不同滑滚比下润滑薄膜的摩擦力；所述球驱加载回转装置的主体结构包括：钢球、球轴、轴承支座、伺服电机从动轮、伺服电机、伺服电机主动轮、电机支座、加载板、球轴系上外套、球轴系下外套、弹簧上支座、砝码；所述钢球右侧与用以固定钢球的球轴连接，并且钢球的位于圆钢盘的下表面，所述球轴的右端贯穿过两个圆形轴承支座与伺服电机从动轮传动连接，所述轴承支座之间的球轴置有方形结构的球轴系上外套和球轴系下外套，所述球轴系上外套位于球轴系下外套的上侧并与其通过螺栓固定连接，用以支撑和保护球轴；所述伺服电机从动轮通过传动带与其正上方的伺服电机主动轮连接，所述伺服电机主动轮位于L形电机支座的立板右侧并通过转轴与L形电机支座的立板左侧的伺服电机连接，所述伺服电机用以给钢球转动提供动力，所述长方形的加载板的左端通过六角螺钉固定连接于电机支座的竖板右侧外表面靠下边沿处，所述加载板的右端穿过传动带的空隙向右延伸，用以放置砝码来控制钢球的加载力；所述圆柱形弹簧上支座的上端与球轴系下外套的下侧表面固定连接，用以支撑整个球驱加载装置，通过增加砝码来使弹簧上支座发生形变，从而控制钢球作用于圆钢盘的力的大小，所述弹簧上支座的下端与回转装置的上端固定连接，用以通过回转装置带动球驱加载装置旋转。本专利技术所述的回转装置置于球驱加载装置的下侧，用以支撑和带动球驱加载装置转动，使球驱加载装置上的钢球转动到磨损测量装置的玻璃盘上，然后用以对磨损表面进行形貌测量，所述回转装置的主体的结构包括加载轴、加载轴承、加载轴承支座、弹簧下支座、回转轴、弹簧支撑板、法兰盘、回转板和圆柱弹簧；回转轴的上端的左右两侧分别置有一个正置的轴承支座，轴承支座的中间处嵌入式置有加载轴承，两个加载轴承之间通过固定于回转轴上端的加载轴连接，使加载轴承支座能够绕加载轴转动，所述加载轴承支座的下端置有水平放置的弹簧支撑板，所述弹簧支撑板的左端与回转轴螺栓连接，所述弹簧支撑板右端上表面上置有柱形弹簧下支座，所述弹簧下支座的上端置有提供弹性支撑力的圆柱弹簧，所述圆柱弹簧的上端与弹簧上支座的下表面连接，用以通过弹力支撑球驱加载装置，在加载板加载砝码后，在砝码重力作用下圆柱弹簧发生形变，进而导致球驱加载装置发生倾斜，加载轴承支座也同步发生倾斜，进一步使钢球的加载力发生变化，来完成钢球的加载；所述圆形回转法兰盘套在回转轴上并且位于弹簧支撑板的下侧；所述回转法兰盘通过盘体四周的固定孔与平移板上的固定连接，用以固定整个回转装置，使其只能够绕回转轴转动，所述紧靠近法兰盘下端的回转轴上套有角接触球轴承(图中未表示出)，所述角接触球轴承的外侧套有柱形套筒，所述回转轴的下端贯穿过上平台并位于上平台的下侧，并且回转轴的下端的前后侧面为平滑切面结构，所述回转轴下端的平滑切面结构上螺栓连接有水平放置的回转板，所述回转板上连接有传感器，所述圆钢盘与钢球之间相互作用的摩擦力带动使球驱加载装置产生绕弹簧上支座的转动，进一步带动回转轴转动，使回转轴再带动回转板转动，通过与回转板连接的传感器测出的力的数值即为圆钢盘与钢球之间的摩擦力的数值。本专利技术所述的磨损测量装置包括图像采集装置和玻璃盘固定装置，用以本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种不同滑滚比下润滑薄膜摩擦力与磨损过程测量装置，其特征在于其主体结构包括：支撑平台、圆盘驱动装置、球驱加载回转装置、回转装置、磨损测量装置、平移装置、测速装置和传感器固定装置，所述的圆盘驱动装置于支撑平台的上侧靠近左边沿处，用以驱动圆盘驱动装置上的圆钢盘转动，所述的球驱加载装置位于圆盘驱动装置的后侧，用以驱动钢球，实现钢球在圆钢盘上的加载，所述钢球与圆钢盘构成摩擦副，并通过圆盘驱动装置和加载回转装置的配合用以来测量摩擦副在不同滑滚比下润滑薄膜的摩擦力；所述的回转装置置于球驱加载装置的下侧，用以支撑和带动球驱加载装置转动，使球驱加载装置上的钢球转动到磨损测量装置的玻璃盘上，然后用以对磨损表面进行形貌测量，所述的磨损测量装置包括图像采集装置和玻璃盘固定装置，用以通过光干涉法测量磨损；所述测速装置位于圆盘驱动装置驱动装置的正下方，用以测定主轴的转速圆盘驱动装置驱动装置的圆钢盘的转速；所述支撑平台的主体结构包括上平台、下平台、支撑柱、支撑脚和贯穿孔，所述上平台和下平台均为方形结构金属结构，并且上平台和下平台的长度与宽度相等，所述上平台和下平台之间通过四角处的圆柱形金属支撑柱连接，所述下平台的下侧面固定置有用以支撑底座的支撑脚，用以调平整个装置和防止下平台与地面接触，并且提高搬运的便捷性，所述上平台靠近左边沿中间处开有圆形贯穿孔，用以放置圆盘驱动装置，所述平移装置上平台上靠右处，能够左右移动，平移装置上固定有球驱加载回转装置、回转装置和磨损测量装置，平移装置能够用以调整球驱加载回转装置上的钢球与圆盘驱动装置的圆钢盘的相对位置，所述的传感器固定调节装置位于上台面下方，用以对不同转速的圆钢盘和钢球之间的摩擦力进行测量和记录。...

【技术特征摘要】
1.一种不同滑滚比下润滑薄膜摩擦力与磨损过程测量装置，其特征在于其主体结构包括：支撑平台、圆盘驱动装置、球驱加载回转装置、回转装置、磨损测量装置、平移装置、测速装置和传感器固定装置，所述的圆盘驱动装置于支撑平台的上侧靠近左边沿处，用以驱动圆盘驱动装置上的圆钢盘转动，所述的球驱加载装置位于圆盘驱动装置的后侧，用以驱动钢球，实现钢球在圆钢盘上的加载，所述钢球与圆钢盘构成摩擦副，并通过圆盘驱动装置和加载回转装置的配合用以来测量摩擦副在不同滑滚比下润滑薄膜的摩擦力；所述的回转装置置于球驱加载装置的下侧，用以支撑和带动球驱加载装置转动，使球驱加载装置上的钢球转动到磨损测量装置的玻璃盘上，然后用以对磨损表面进行形貌测量，所述的磨损测量装置包括图像采集装置和玻璃盘固定装置，用以通过光干涉法测量磨损；所述测速装置位于圆盘驱动装置驱动装置的正下方，用以测定主轴的转速圆盘驱动装置驱动装置的圆钢盘的转速；所述支撑平台的主体结构包括上平台、下平台、支撑柱、支撑脚和贯穿孔，所述上平台和下平台均为方形结构金属结构，并且上平台和下平台的长度与宽度相等，所述上平台和下平台之间通过四角处的圆柱形金属支撑柱连接，所述下平台的下侧面固定置有用以支撑底座的支撑脚，用以调平整个装置和防止下平台与地面接触，并且提高搬运的便捷性，所述上平台靠近左边沿中间处开有圆形贯穿孔，用以放置圆盘驱动装置，所述平移装置上平台上靠右处，能够左右移动，平移装置上固定有球驱加载回转装置、回转装置和磨损测量装置，平移装置能够用以调整球驱加载回转装置上的钢球与圆盘驱动装置的圆钢盘的相对位置，所述的传感器固定调节装置位于上台面下方，用以对不同转速的圆钢盘和钢球之间的摩擦力进行测量和记录。2.根据权利要求1所述的不同滑滚比下润滑薄膜摩擦力与磨损过程测量装置，其特征在于所述圆盘驱动装置的主体结构包括：圆钢盘、从动带轮、主轴、圆盘压盖、盘驱电机支座、盘驱电机、主动带轮、底座固定孔和法兰盘，圆柱形钢盘置于主轴的上端，用以与钢球构成高应力点接触弹流接触副，所述圆钢盘的上下侧分别置有用以固定圆钢盘的金属材质的圆盘压盖，用以对圆钢盘进行固定，使圆钢盘只能够跟随主轴转动，所述主轴上靠下处置有法兰盘，所述法兰盘通过螺栓固定于贯穿孔上，用以将圆盘驱动装置固定在上平台上，所述法兰盘和钢盘下侧的圆盘压盖之间的主轴上套有用以保护主轴的圆柱形空心套筒，所述主轴的下端置有圆形从动带轮，所述从动带轮位于贯穿孔的下侧，所述下平台中间处长方形阵列式分布有用以固定盘驱电机支座的底座固定孔，所述盘驱电机支座包括两块左右对置分布的L形侧板和一块方形顶板，L形侧板下侧的横板固定在下平台的上的底座固定孔上，用以支撑和固定盘驱电机，所述盘驱电机支座能够根据与从动带轮的位置需要来水平调整位置，用以为圆钢盘提供动力的盘驱电机固定置于盘驱电机支座的两块L形侧板之间，并且盘驱电机的输出轴上端穿过盘驱电机支座的顶板，所述盘驱电机的输出轴上端固定有用以将动力传递至从动带轮的主动带轮，所述主动带轮与从动带轮直接连接有传动带。3.根据权利要求1所述的不同滑滚比下润滑薄膜摩擦力与磨损过程测量装置，其特征在于所述的球驱加载装置的主体结构包括：钢球、球轴、轴承支座、伺服电机从动轮、伺服电机、伺服电机主动轮、电机支座、加载板、球轴系上外套、球轴系下外套、弹簧上支座、砝码；所述钢球右侧与用以固定钢球的球轴连接，并且钢球的位于圆钢盘的下表面，所述球轴的右端贯穿过两个圆形轴承支座与伺服电机从动轮传动连接，所述轴承支座之间的球轴置有方形结构的球轴系上外套和球轴系下外套，所述球轴系上外套位于球轴系下外套的上侧并与其通过螺栓固定连接，用以支撑和保护球轴；所述伺服电机从动轮通过传动带与其正上方的伺服电机主动轮连接，所述伺服电机主动轮位于L形电机支座的立板右侧并通过转轴与L形电机支座的立板左侧的伺服电机连接，所述伺服电机用以给钢球转动提供动力，所述长方形的加载板的左端通过六角螺钉固定连接于电机支座的竖板右侧外表面靠下边沿处，所述加载板的右端穿过传动带的空隙向右延伸，用以放置砝码来控制钢球的加载力；所述圆柱形弹簧上支座的上端与球轴系下外套的下侧表面固定连接，用以支撑整个球驱加载装置，通过增加砝码来使弹簧上支座发生形变，从而控制钢球作用于圆钢盘的力的大小，所述弹簧上支座的下端与回转装置的上端固定连接，用以通过回转装置带动球驱加载装置旋转。4.根据权利要求1所述的不同滑滚比下润滑薄膜摩擦力与磨损过程测量装置，其特征在于所述回转装置的主体的结构包括：加载轴、加载轴承、加载轴承支座、弹簧下支座、回转轴、弹簧支撑板、法兰盘、回转板和圆柱弹簧；回转轴的上端的左右两侧分别置有一个正置的轴承支座，轴承支座的中间处嵌入式置有加载轴承，两个加载轴承之间通过固定于回转轴上端的加载轴连接，使加载轴承支座能够绕加载轴转动，所述加载轴承支座的下端置有水平放置的弹簧支撑板，所述弹簧支撑板的左端与回转轴螺栓连接，所述弹簧支撑板右端上表面上置有柱形弹簧下支座，所述弹簧下支座的上端置有提供弹性支撑力的圆柱弹簧，所述圆柱弹簧的上端与弹簧上支座的下表面连接，用以通过弹力支撑球驱加载装置，在加载板加载砝码后，在砝码重力作用下圆柱弹簧发生形变，进而导致球驱加载装置发生倾斜，加载轴承支座也同步发生倾斜，进一步使钢球的加载力发生变化，来完成钢球的加载；所述圆形回转法兰盘套在回转轴上并且位于弹簧支撑板的下侧；所述回转法兰盘通过盘体四周的固定孔与平移板上的固定连接，用以固定整个回转装置，使其只能够绕回转轴转动，所述紧靠近法兰盘下端的回转轴上套有角接触球轴承(图中未表示出)，所述角接触球轴承的外侧套有柱形套筒，所述回转轴的下端贯穿过上平台并位于上平台的下侧，并且回转轴的下端的前后侧面为平滑切面结构，所述回转轴下端的平滑切面结构上螺栓连接有水平放置的回转板，所述回转板上连接有传感器，所述圆钢盘与钢球之间相互作用的摩擦力带动使球驱加载装置产生绕弹簧上支座的转动，进一步带动回转轴转动，使回转轴再带动回转板转动，通过与回转板连接的传感器测出的力的数值即为圆钢盘与钢球之间的摩擦力的数值。5.根据权利要求1所述的不同滑滚比下润滑薄膜摩擦力与磨损过程测量装置，其特征在于所述所述的磨损测量装置包括图像采集装置和玻璃盘固定装置，用以通过光干涉法测量磨损，所述图像采集装置的主体结构包括：CCD图像传感器、显微镜、X-Y平移座、长杆、调焦支架、连接板和采集装置固定座；所述玻璃盘固定装置的主体结构包括玻璃盘压盖、玻璃盘、玻璃盘支撑和支撑法兰盘；所述采集装置固定座包括两块对置放置并通过螺栓固定于平移板的立板和一块固定...

【专利技术属性】
技术研发人员：栗心明，李宪鹏，杨萍，郭峰，
申请(专利权)人：青岛理工大学，
类型：发明
国别省市：山东,37