【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种润滑脂试验装置，具体涉及一种热场-力场耦合作用下的润滑脂老化模拟试验装置及其应用。
技术介绍
1、润滑脂是由稠化剂、基础油和添加剂组成的结构复杂的半固态非牛顿流体，由于其具有良好的润滑持久性及密封特性，被广泛应用于各类滚动轴承和机械设备中。滚动轴承运行过程中对润滑脂的碾压作用会造成润滑脂发生机械劣化和流变学特性的改变，摩擦热以及辐射热会引起润滑脂分子结构改变、化学性能变化。在机械剪切力、摩擦热和环境温度等条件的共同作用下，润滑脂的基础油发生变化，稠化剂纤维结构改变，发生老化，产品稀化流失，最终导致摩擦副表面润滑失效。
2、在轴承领域润滑脂的研发阶段，如何在实验室里模拟特定工况的下力场和温度场耦合条件，研究润滑脂的抗剪切性能、老化过程，如何界定润滑脂的使用寿命成为一个迫切需要解决的问题。机械安定性又称剪切安定性是用来衡量润滑脂在受到一定机械剪切力时，抵抗粘度变化的能力。目前市面上已有成熟的方法和设备来进行测试，并衍生出了和设备对应的行业标准或国家标准。现有高温滚筒试验仪：根据中国石油化工行业标准sh/t0122-1992规定，在室温下，将50g未使用的润滑脂均匀装入钢筒内，然后放入滚架上，以165r/min速度转动2h，最后测量润滑脂的工作锥入度；在进行非标试验时可对钢筒进行加热，已达到润滑脂加速老化的目的；整个设备的工作原理就是利用钢筒旋转时，钢筒内自由运动质量为5kg的滚柱与钢壁产生的压力和摩擦力，作用于润滑脂产生的机械剪切。现有润滑脂万次剪切试验仪：工作原理是通过润滑脂工作器中厚度为4.8mm且
3、现有技术作为润滑脂的检验手段具有普适性和标准性，但是作为实验室研究润滑脂的机械剪切的装置，上述高温滚筒试验机和万次剪切试验机这两种设备的测试方法、试验条件单一，针对性较差。聚焦轴承领域，没有能够模拟轴承服役工况环境的设备装置。若将润滑脂直接在轴承试验机上测试，首先，填脂装配过程繁琐，其次部分中小型轴承添脂量少，试验完成后轴承上参与摩擦的润滑脂难以提取。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种热场-力场耦合作用下的润滑脂老化模拟试验装置及其应用，解决了现有技术测试方法和试验条件单一，针对性较差，以及填脂装配过程繁琐，试验完成后部分中小型轴承上参与摩擦的润滑脂难以提取的问题。
2、为了达到上述目的，本专利技术提供了一种热场-力场耦合作用下的润滑脂老化模拟试验装置，该装置包含：升降台，其设置在工作平台中央处；模拟轴承机械剪切部件，其活动设置在升降台的上端面上，其内部设置有填脂缸，在所述填脂缸的内部设有保持架、钢球滚动体和加载活塞；所述保持架包含上盘和下盘，其中上盘和下盘均对称设有孔，且孔径小于钢球滚动体的直径，上盘和下盘的孔的位置和大小均分别对应；所述钢球滚动体通过所述保持架的上盘和下盘对称均匀活动限位在所述填脂缸内，且钢球滚动体和保持架间活动接触，所述接触的形式为线接触；所述加载活塞位于钢球滚动体的上方活动接触，所述接触形式为点接触，与所述填脂缸采用间隙配合的装配方式，用于加载活塞可在填脂缸内旋转；驱动电机箱，其通过平台边缘垂直对称固定的支撑柱固定在所述模拟轴承机械剪切部件的正上方；驱动轴，其上端与所述驱动电机箱下端的输出端固定相连，其下端底面设有与所述加载活塞上端面相适配的卡扣件，通过所述驱动电机箱下端的输出端带动驱动轴的旋转带动加载活塞的旋转；扭矩传感器，其与模拟轴承机械剪切部件相连接，用于测量实时扭矩，表征润滑材料受机械剪切后的老化状态。
3、优选地，所述模拟轴承机械剪切部件还包括水浴外壳和底托，所述水浴外壳的截面为c字形结构，其底部与底托固定连接，其内部通过过盈配合安装添脂缸，并将水浴外壳和添脂缸间缝隙密封，形成一个环形密闭空腔。
4、优选地，所述模拟轴承机械剪切部件还包括上端盖、电热管、温度传感器插孔和冷却水快插接口；所述电热管均匀固定在填脂缸的下端面；所述温度传感器插孔贯通设置在上端盖上，用于外接温度传感器。
5、优选地，所述冷却水快插接口对称设置在水浴外壳侧壁上，用于连接冷却设备，使冷却设备中的冷却水通过冷却水快插接口进入环形密闭空腔内，达到冷却作用，并与所述电热管构成模拟轴承机械剪切部件的温控系统，通过插在温度传感器插孔内的温度传感器来调控模拟轴承机械剪切部件的温度，用于模拟轴承实际服役工况环境。
6、优选地，所述填脂缸与底托之间装有用于隔热的保温层。
7、优选地，所述模拟轴承机械剪切部件还包括手柄和挂钩，所述底托与手柄、挂钩为一体成型并设置在模拟轴承机械剪切部件的底部；所述挂钩与扭矩传感器的拉环相连，用于测量实时扭矩。
8、优选地，所述模拟轴承机械剪切部件还包括推力球轴承，所述推力球轴承的活动上垫片通过过盈配合固定在底托的下底面圆形凹槽内，所述活动设置是推力球轴承的活动下垫片通过过盈配合固定于升降台上端面轴颈上。
9、优选地，所述卡扣件的卡件设置在驱动轴的下端面上，所述卡扣件的扣件设置在所述加载活塞上端面上，当卡件和扣件连接时，所述驱动电机箱下端的输出端通过带动驱动轴带动加载活塞旋转。
10、优选地，所述扣件为日字形键槽，所述卡件为日字形键槽配合的键。
11、本专利技术的一种热场-力场耦合作用下的润滑脂老化模拟试验装置及其应用，解决了现有技术测试方法和试验条件单一，针对性较差，以及填脂装配过程繁琐，试验完成后轴承上参与摩擦的润滑脂难以提取的问题，具有以下优点：
12、1、本专利技术的模拟轴承机械剪切部件内部设置有填脂缸，在填脂缸的内部设有保持架、钢球滚动体和加载活塞，电机驱动驱动轴带动加载活塞旋转时，在摩擦力的作用下，使得钢球滚动体和保持架在填脂缸内转动，既存在滚动摩擦，也存在滑动摩擦，模拟轴承运转过程工作形式。
13、2、本专利技术的环形密闭空腔与电热管构成模拟轴承机械剪切部件的温控系统，通过插在温度传感器插孔内的温度传感器来调控模拟轴承机械剪切部件的温度，模拟轴承实际服役工况环境。
14、3、本专利技术的扭矩传感器通过扭矩数据变化来反映润滑脂在力场和温度场动态耦合状态下的持续演变过程，设置活动的上端盖、加载活塞、钢球滚动体和保持架不仅解决了部分轴承填脂量少，而且解决了试验完成后轴承上参与摩擦的润滑脂难以提取的问题。
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1.一种热场-力场耦合作用下的润滑脂老化模拟试验装置，其特征在于，该装置包含：
2.根据权利要求1所述的热场-力场耦合作用下的润滑脂老化模拟试验装置，其特征在于，所述模拟轴承机械剪切部件(3)还包括水浴外壳(6)和底托(11)，所述水浴外壳(6)的截面为C字形结构，其底部与底托(11)固定连接，其内部通过过盈配合安装添脂缸(12)，并将水浴外壳(6)和添脂缸(12)间缝隙密封，形成一个环形密闭空腔。
3.根据权利要求2所述的热场-力场耦合作用下的润滑脂老化模拟试验装置，其特征在于，所述模拟轴承机械剪切部件(3)还包括上端盖(7)、电热管(13)、温度传感器插孔(15)和冷却水快插接口(17)；所述电热管(13)均匀固定在填脂缸(12)的下端面；所述温度传感器插孔(15)贯通设置在上端盖(7)上，用于外接温度传感器。
4.根据权利要求3所述的热场-力场耦合作用下的润滑脂老化模拟试验装置，其特征在于，所述冷却水快插接口(17)对称设置在水浴外壳(6)侧壁上，用于连接冷却设备，使冷却设备中的冷却水通过冷却水快插接口(17)进入环形密闭空腔内，达到冷却
5.根据权利要求3所述的热场-力场耦合作用下的润滑脂老化模拟试验装置，其特征在于，所述填脂缸(12)与底托(11)之间装有用于隔热的保温层(19)。
6.根据权利要求3所述的热场-力场耦合作用下的润滑脂老化模拟试验装置，其特征在于，所述模拟轴承机械剪切部件(3)还包括手柄(16)和挂钩(18)，所述底托(11)与手柄(16)、挂钩(18)为一体成型并设置在模拟轴承机械剪切部件(3)的底部；所述挂钩(18)与扭矩传感器(5)的拉环相连，用于测量实时扭矩。
7.根据权利要求3所述的热场-力场耦合作用下的润滑脂老化模拟试验装置，其特征在于，所述模拟轴承机械剪切部件(3)还包括推力球轴承(14)，所述推力球轴承(14)的活动上垫片通过过盈配合固定在底托(11)的下底面圆形凹槽内，所述活动设置是推力球轴承(14)的活动下垫片通过过盈配合固定于升降台(4)上端面轴颈上。
8.根据权利要求1所述的热场-力场耦合作用下的润滑脂老化模拟试验装置，其特征在于，所述卡扣件的卡件设置在驱动轴(2)的下端面上，所述卡扣件的扣件设置在所述加载活塞(8)上端面上，当卡件和扣件连接时，所述驱动电机箱(1)下端的输出端通过带动驱动轴(2)带动加载活塞(8)旋转。
9.根据权利要求8所述的热场-力场耦合作用下的润滑脂老化模拟试验装置，其特征在于，所述扣件为日字形键槽，所述卡件为日字形键槽配合的键。
...【技术特征摘要】
1.一种热场-力场耦合作用下的润滑脂老化模拟试验装置，其特征在于，该装置包含：
2.根据权利要求1所述的热场-力场耦合作用下的润滑脂老化模拟试验装置，其特征在于，所述模拟轴承机械剪切部件(3)还包括水浴外壳(6)和底托(11)，所述水浴外壳(6)的截面为c字形结构，其底部与底托(11)固定连接，其内部通过过盈配合安装添脂缸(12)，并将水浴外壳(6)和添脂缸(12)间缝隙密封，形成一个环形密闭空腔。
3.根据权利要求2所述的热场-力场耦合作用下的润滑脂老化模拟试验装置，其特征在于，所述模拟轴承机械剪切部件(3)还包括上端盖(7)、电热管(13)、温度传感器插孔(15)和冷却水快插接口(17)；所述电热管(13)均匀固定在填脂缸(12)的下端面；所述温度传感器插孔(15)贯通设置在上端盖(7)上，用于外接温度传感器。
4.根据权利要求3所述的热场-力场耦合作用下的润滑脂老化模拟试验装置，其特征在于，所述冷却水快插接口(17)对称设置在水浴外壳(6)侧壁上，用于连接冷却设备，使冷却设备中的冷却水通过冷却水快插接口(17)进入环形密闭空腔内，达到冷却作用，并与所述电热管(13)构成模拟轴承机械剪切部件(3)的温控系统，通过插在温度传感器插孔(15)内的温度传感器来调控模拟轴承机械剪切部件(3)的温度，用于模拟轴承实际服役工况环境。
5.根据权利要求3...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵启龙，阴俊，娄文静，苏怀刚，姜程，王亚南，胡晓桐，
申请(专利权)人：中国科学院兰州化学物理研究所，
类型：发明
国别省市：
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