CN104655424B - 一种基于仿生超滑表面的滑动轴承的测试装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于仿生超滑表面的滑动轴承的测试装置，所述装置包括受电机驱动的轴（5）、轴（5）连接的上平板（7），所述上平板（7）能够在电机驱动下旋转，其中：所述上平板（7）与经仿生表面处理的仿生超滑表面测试件（9）形成基于仿生超滑表面的滑动轴承，且所述上平板（7）与所述测试件（9）之间的间距中填充有润滑液；所述轴（5）上安装有测试扭矩的力矩传感器（2）和测试轴向力的力传感器（3）。就本发明而言，其可用于研究仿生超滑表面的滑动轴承的动压和阻力。
Description
技术领域
本发明涉及滑动轴承领域，特别涉及一种基于仿生超滑表面的滑动轴承的测试装置。
背景技术
滑动轴承是各种机械装置中使用最普遍的一种支承部件，其具有承载力大、耐冲击、工作平稳等突出优点，其性能直接影响着机械装置的工作状况、可靠性和耐久性。滑动轴承系统中，转轴与轴承之间的油膜能够提供承载，减小摩擦。
近年来随着仿生表面织构与疏水滑移等技术出现，为设计更加高效能滑动轴承提出了要求。特别是，超疏水表面产生的边界滑移对滑动轴承润滑性能有着重要影响。然而，目前并没有基于仿生超滑表面的滑动轴承的测试装置，无法为更好的设计滑动轴承提供技术支撑。
发明内容
鉴于此，本发明提供了一种基于仿生超滑表面的滑动轴承的测试装置，其特征在于：
所述装置包括受电机驱动的轴5、轴5连接的上平板7，所述上平板7能够在电机驱动下旋转，其中：
所述上平板7与经仿生表面处理的仿生超滑表面测试件9形成基于仿生超滑表面的滑动轴承，且所述上平板7与所述测试件9之间的间距中填充有润滑液；
所述轴5上安装有测试扭矩的力矩传感器2和测试轴向力的力传感器3。
就本发明而言，其可用于研究仿生超滑表面的滑动轴承的动压和阻力。通过电机来驱动与轴连接的上平板和测试件所构成的基于仿生超滑表面的滑动轴承产生剪切运动。轴上的力矩传感器和轴向力传感器可以测得运动过程中滑动轴承的阻力和产生的动压。在测试不同的仿生表面处理产生的润滑效果时，只需设计制备不同的测试件，也就是说，本测试装置具有通用性。
附图说明
图1为本发明的一个实施例所示的结构示意图；
图2为本发明的一个实施例所示的经仿生表面处理的仿生超滑表面测试件的示意图；
图中，1电机，2力矩传感器，3轴向力传感器，4空气轴承，5轴，6空气轴承，7上平板，8润滑液，9经仿生表面处理的仿生超滑表面测试件，10位置传感器，11润滑液槽，12经仿生表面处理的仿生超滑表面区域，13扇区单元，14未经仿生表面处理的表面区域，15表面织构。
具体实施方式
参见图1，在一个实施例中，本发明公开了一种基于仿生超滑表面的滑动轴承的测试装置，所述装置包括受电机驱动的轴5、轴5连接的上平板7，所述上平板7能够在电机驱动下旋转，其中：
所述上平板7与经仿生表面处理的仿生超滑表面测试件9形成基于仿生超滑表面的滑动轴承，且所述上平板7与所述测试件9之间的间距中填充有润滑液；
所述轴5上安装有测试扭矩的力矩传感器2和测试轴向力的力传感器3。
对于该实施例而言，通过电机来驱动与轴连接的上平板和测试件所构成的基于仿生超滑表面的滑动轴承产生剪切运动。轴上的力矩传感器和轴向力传感器可以测得运动过程中滑动轴承的阻力和产生的动压。在测试不同的仿生表面处理产生的润滑效果时，只需设计制备不同的测试件，也就是说，本测试装置具有通用性。
优选的，在另一个实施例中：所述轴5由空气轴承4、6支撑固定。就该实施例而言，其具体限定了轴的支撑固定方式。
优选的，在另一个实施例中：所述轴5上还安装有位置传感器10，所述位置传感器10用于检测所述上平板7与所述测试件9之间的间距。对于该实施例而言，可以根据检测的结果来调节上平板和测试件的间距。一般的，控制在数微米至数十微米。
优选的，在另一个实施例中：上平板7为圆盘状结构，粗糙度Ra小于0.2微米，平面度小于0.5微米。对于该实施例而言，上平板可以是各种易于加工的、不易变形的材料所制得。
优选的，在另一个实施例中：所述测试件9为圆环结构，粗糙度Ra小于0.2微米，平面度小于0.5微米。
优选的，在另一个实施例中：
所述测试件9中圆环面上等间距的开设有若干润滑液槽11，以便将环面等分为多个扇区单元13，且：
每个扇区单元13包括经仿生表面处理的仿生超滑表面区域12和未经仿生表面处理的表面区域14；
当上平板7旋转时，以使得润滑液从润滑液槽进入扇形单元的位置为入口，相应的，以使得润滑液从扇形单元进入润滑液槽的位置为出口，并将所述仿生超滑表面区域12布置在入口附近。
对于该实施例，可详细参见图2，其给出了测试件9的较优的实现方式。其中，将所述仿生超滑表面区域12布置在入口附近可提高润滑性能。
优选的，在另一个实施例中：经仿生表面处理的仿生超滑表面区域（12）的仿生表面处理包括：制备表面织构、和制备微纳复合两级结构、以及进行低表面能处理。
优选的，在另一个实施例中：所述测试件9可以根据需要设计并制备。所述装置在安装测试件9时，可将其平放固定，根据位置传感器10所测量的结果来调节上平板7与测试件9的间距。
本发明所述的装置，设计新颖、合理、且具有通用性，对于具有不同表面处理的滑动轴承只需制备不同的测试件9即可。而且，测试时，安装方便，每次更换测试件9时只需将其平放，并调节与上平板7之间的间距即可。
以上利用具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的技术方案及其核心思想；对于本领域技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (6)
1.一种基于仿生超滑表面的滑动轴承的测试装置，其特征在于：
所述装置包括受电机驱动的轴(5)、轴(5)连接的上平板(7)，所述上平板(7)能够在电机驱动下旋转，其中：
所述上平板(7)与经仿生表面处理的仿生超滑表面测试件(9)形成基于仿生超滑表面的滑动轴承，且所述上平板(7)与所述测试件(9)之间的间距中填充有润滑液；
所述轴(5)上安装有测试扭矩的力矩传感器(2)和测试轴向力的力传感器(3)，所述轴(5)上还安装有位置传感器(10)，所述位置传感器(10)用于检测所述上平板(7)与所述测试件(9)之间的间距。
2.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于：所述轴(5)由空气轴承(4、6)支撑固定。
3.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于：上平板(7)为圆盘状结构，粗糙度Ra小于0.2微米，平面度小于0.5微米。
4.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于：所述测试件(9)为圆环结构，粗糙度Ra小于0.2微米，平面度小于0.5微米。
5.根据权利要求4所述的测试装置，其特征在于：
所述测试件(9)中圆环面上等间距的开设有若干润滑液槽(11)，以便将环面等分为多个扇区单元(13)，且：
每个扇区单元(13)包括经仿生表面处理的仿生超滑表面区域(12)和未经仿生表面处理的表面区域(14)；
当上平板(7)旋转时，以使得润滑液从润滑液槽进入扇形单元的位置为入口，相应的，以使得润滑液从扇形单元进入润滑液槽的位置为出口，并将所述仿生超滑表面区域(12)布置在入口附近。
6.根据权利要求5所述的测试装置，其特征在于：经仿生表面处理的仿生超滑表面区域(12)的仿生表面处理包括：制备表面织构、和制备微纳复合两级结构、以及进行低表面能处理。
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