一种用于检测滑动轴承摩擦副表面摩擦系数与空化现象的实验装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种用于检测滑动轴承摩擦副表面摩擦系数与空化现象的实验装置，包括加载组件、转动组件、气体轴承组件、测力组件、润滑组件、以及拍摄组件。其中，所述加载组件的末端连接有实验工件，所述转动组件的末端连接有透明盘，位于所述加载组件的下方，所述实验工件与透明盘相对转动并产生摩擦，在达到一定转速后发生空化现象；所述气体轴承组件与测力组件均连接于加载组件中；所述润滑组件连接于实验工件下方；所述拍摄组件架立于透明盘上方。本发明专利技术通过设置一定的载荷和转速，能实时精确检测滑动轴承摩擦副的表面摩擦系数，并能直观拍摄记录空化现象，具有测量精度高、抗振动干扰效果好、布局合理等优点。布局合理等优点。布局合理等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种用于检测滑动轴承摩擦副表面摩擦系数与空化现象的实验装置


[0001]本专利技术涉及摩擦系数检测与气悬浮
，更具体地，涉及一种用于检测滑动轴承摩擦副表面摩擦系数与空化现象的实验装置。

技术介绍

[0002]摩擦学在实际工程应用与材料表面科学机理研究中占据了相当重要的地位，为轴承配合工作副、活塞
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活塞缸工作副等机械设备的设计开发提供了理论基础，而摩擦磨损实验则为摩擦学理论的发展提供了重要实验依据，二者的研究互相支撑、互相影响，同等重要。随着精密机械对相对运动表面减摩性能的要求不断提高，微织构等表面构型技术与表面材料改性技术愈发受到重视。而经过优化后的表面构型技术与改性技术之间的减摩效果差距较小，这对摩擦磨损实验中表面摩擦系数检测的精确度提出了很高的要求。
[0003]静压气体轴承技术通过外部供气，在两个运动部件中形成一层薄薄的气膜作为润滑介质，提供支撑与润滑作用，这使得运动部件之间的摩擦力大大减小。与其他轴承技术相比，具有精度高、可靠性好、清洁干净等优点。
[0004]另外，在油液润滑的摩擦副高速旋转运动中，会产生空化现象，这将对摩擦副的承载力、摩擦系数与磨损脱落等产生一定影响。因此，通过摩擦磨损实验对空化现象进行观测具有重要的意义。目前现有的摩擦磨损实验设备，普遍采用扭矩传感器测量摩擦系数，前后利用滚动轴承作为支撑连接部件，这将无法排除滚动轴承摩擦的影响，另外利用电机传动也将带来很大的振动干扰，这些因素都将对摩擦系数的测量造成很大的影响，测量精准度不高；且空化现象发生在摩擦副之间的润滑油膜中，润滑油膜的厚度仅有十几微米的厚度，空化气泡本身也十分微小，另外还有摩擦副自身的遮挡，这些因素使得目前现有的摩擦磨损设备很难对空化现象进行直观的记录。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是克服现有技术的不足，提供一种能够精确检测滑动轴承摩擦副表面摩擦系数与直观记录润滑油液空化现象的实验装置。该实验装置功能齐全、结构简单，操作方便、布局合理且测量精确度高。
[0006]为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是：
[0007]提供一种用于检测滑动轴承摩擦副表面摩擦系数与空化现象的实验装置，包括提供载荷的加载组件9、提供旋转运动的转动组件1、用于传递摩擦扭矩的气体轴承组件8、测量力学信号的测力组件7、提供油液润滑的润滑组件4、以及用于直观记录空化现象的拍摄组件10；所述加载组件9的末端连接有实验工件6，所述转动组件1的末端连接有透明盘5，位于加载组件9的下方，所述实验工件6与透明盘5相对转动并产生摩擦，在达到一定转速后发生空化现象；所述气体轴承组件8与测力组件7均连接于加载组件9中；所述润滑组件4连接于实验工件6下方；所述拍摄组件10架立于透明盘5上方。
[0008]本专利技术的精确检测滑动轴承摩擦副表面摩擦系数与直观记录空化现象的实验装置，加载组件9给实验工件6提供精确的载荷，转动组件1带动透明盘5按一定转速旋转，润滑组件4提供油液润滑，实验工件6与透明盘5在润滑组件4中相对转动并产生摩擦，且通过测力组件7对摩擦过程中产生的力学信号进行实时检测。气体轴承组件8提供气体润滑，减小摩擦力矩传递过程中的额外摩擦，拍摄组件10对摩擦过程中产生的空化现象进行直观记录。本专利技术通过各组件的配合连接使用，可以精确测量滑动轴承摩擦副表面摩擦系数并且能直观拍摄记录润滑油液空化现象。
[0009]进一步地，所述的拍摄组件10包括用于拍摄记录空化现象的高速摄像机101和用于支撑高速摄像机的三脚架102。
[0010]进一步地，所述的气体轴承组件8包括推力静压气体轴承81、用于放置推力静压气体轴承的推力静压轴承工作台82、径向多孔质气体轴承83和用于安装固定径向多孔质气体轴承的径向气体轴承座84，所述径向气体轴承座固定安装于径向气体轴承支撑台架85。
[0011]进一步地，所述的测力组件7包括用于检测加载力的压力传感器71、用于检测切向摩擦力的拉力传感器72以及用于传递摩擦切向力的力传导组件73，所述压力传感器71和拉力传感器72检测的数据传输至信号采集系统。
[0012]进一步地，所述的润滑组件4包括用于储存润滑油液的透明油缸41与两块防止溅油的透明油缸盖42，所述透明油缸盖42放置于透明油缸41上方，所述透明油缸41刚性连接于加载组件9中。
[0013]进一步地，所述加载组件9包括杠杆911、铰接于杠杆配重端用于承放砝码的托盘912、铰接于杠杆加载端用于传递径向载荷的支撑组件92、承重台架3以及安装于承重台架底部的铰座913和带有限位槽的垫块914，所述杠杆911与铰座913铰接于杠杆支点孔，所述杠杆911加载端放置于垫块914限位槽上方，所述垫块914限位槽用于限制杠杆911左右摆动并使其在卸载时保持水平。
[0014]进一步地，所述支撑组件92包括用于传递径向载荷的第一支撑杆921、第二支撑杆922和油缸支撑杆923；所述第一支撑杆921下方铰接于杠杆911一端，所述第二支撑杆922上方连接推力静压轴承工作台82，所述第一支撑杆921与第二支撑杆922通过压力传感器71连接；所述油缸支撑杆923下方与推力气体静压轴承81刚性连接，上方与透明油缸41底部刚性连接，并通过径向多孔质气体轴承83限制其水平位移。
[0015]进一步地，所述径向多孔质气体轴承83与油缸支撑杆94配合形成径向气体轴承工作副，所述径向气体轴承工作副以气体作为悬浮介质，使油缸支撑杆923在其自由转动且不引入额外摩擦。
[0016]进一步地，所述透明油缸41左右两端分别开有用于润滑油液流通的进油孔411和出油孔412，底部开有用于泄油的油路通道413，所述透明油缸底部安装有用于固定实验工件的夹座93。
[0017]进一步地，所述透明盘5与实验工件6在油缸41内相对转动并产生摩擦，所述实验工件6、夹座93、透明油缸41、油缸支撑杆923与推力静压气体轴承81刚性连接，在摩擦扭矩带动下产生相对运动趋势。
[0018]进一步地，所述推力静压气体轴承81放置于推力静压轴承工作台82上方，形成推力静压气体轴承工作副，所述推力静压气体轴承工作副以气体作为悬浮介质，可与实验工
件6一同转动且不引入额外摩擦；所述推力静压气体轴承81侧边连接力传导组件73。
[0019]进一步地，所述力传导组件73包括T型测力杆731、滑轮734、配重砝码735与两块固定夹板733，所述T型测力杆731一端通过钢丝线732连接拉力传感器72一端，拉力传感器72另一端通过钢丝线732连接在固定夹板733上，所述T型测力杆731另一端通过钢丝线732经滑轮734与配重砝码735连接，所述滑轮734安装于另一块固定夹板733上，所述固定夹板733安装于径向气体轴承支撑台架85，所述径向气体轴承支撑台架85固定安装于承重台架3上。
[0020]进一步地，所述转动组件1包括用于提供透明盘旋转运动的电机11、用于安装固定电机的电机支撑台架2、第一转动轴132、用于减小电机振动干扰的第本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于检测滑动轴承摩擦副表面摩擦系数与空化现象的实验装置，其特征在于，包括提供载荷的加载组件9、提供旋转运动的转动组件1、用于传递摩擦扭矩的气体轴承组件8、测量力学信号的测力组件7、提供油液润滑的润滑组件4、以及用于直观记录空化现象的拍摄组件10；所述加载组件9的末端连接有实验工件6，所述转动组件1的末端连接有透明盘5，位于加载组件9的下方，所述实验工件6与透明盘5相对转动并产生摩擦，在达到一定转速后发生空化现象；所述气体轴承组件8与测力组件7均连接于加载组件9中；所述润滑组件4连接于实验工件6下方；所述拍摄组件10架立于透明盘5上方；所述的拍摄组件10包括用于拍摄记录空化现象的高速摄像机101和用于支撑高速摄像机的三脚架102；所述的气体轴承组件8包括推力静压气体轴承81、用于放置推力静压气体轴承的推力静压轴承工作台82、径向多孔质气体轴承83和用于安装固定径向多孔质气体轴承的径向气体轴承座84，所述径向气体轴承座固定安装于径向气体轴承支撑台架85；所述的测力组件7包括用于检测加载力的压力传感器71、用于检测切向摩擦力的拉力传感器72以及用于传递摩擦切向力的力传导组件73，所述压力传感器71和拉力传感器72检测的数据传输至信号采集系统；所述的润滑组件4包括用于储存润滑油液的透明油缸41与两块防止溅油的透明油缸盖42，所述透明油缸盖42放置于透明油缸41上方，所述透明油缸41刚性连接于加载组件9中。2.根据权利要求1所述的一种用于检测滑动轴承摩擦副表面摩擦系数与空化现象的实验装置，其特征在于，所述加载组件9包括杠杆911、铰接于杠杆配重端用于承放砝码的托盘912、铰接于杠杆加载端用于传递径向载荷的支撑组件9、承重台架3以及安装于承重台架底部的铰座913和带有限位槽的垫块914，所述杠杆911与铰座913铰接于杠杆支点孔，所述杠杆911加载端放置于垫块914限位槽上方，所述垫块914限位槽用于限制杠杆911左右摆动并使其在卸载时保持水平。3.根据权利要求2所述的一种用于检测滑动轴承摩擦副表面摩擦系数与空化现象的实验装置，其特征在于，所述支撑组件92包括用于传递径向载荷的第一支撑杆921、第二支撑杆922和油缸支撑杆923；所述第一支撑杆921下方铰接于杠杆911一端，所述第二支撑杆922上方连接推力静压轴承工作台82，所述第一支撑杆921与第二支撑杆922通过压力传感器71连接；所述油缸支撑杆923下方与推力气体静压轴承81刚性连接，上方与透明油缸41底部刚性连接，并通过径向多孔质气体轴承83限制其水平位移。4.根据权利要求3所述的一种用于检测滑动轴承摩擦副表面摩擦系数与空化现象的实验装置，其特征在于，所述径向多孔质气体轴承83与油缸支撑杆923配合形成径向气体轴承工作副，所述径...

【专利技术属性】
技术研发人员：张凯，陈奇，冯凯，朱宇航，
申请(专利权)人：湖南大学，
类型：发明
国别省市：