CN105466486A - 一种弹流润滑试验机 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种弹流润滑试验机，其包括液压动力站、控制阀组、反光镜、显微镜、高速摄像机、高精度热成像仪、位移传感器、XYZ方向高精度移动滑台、被测液压缸、激光光源、X-Y方向高精度移动滑台、光源支架、机架、测量装置支架和计算机，本发明采用耐高压玻璃作为被测液压缸的缸体材料，活塞杆两端添加可调节配重，能够测量不同轴向、径向负载作用下液压缸摩擦接触面油膜厚度、形状、温度、应力分布等特性，可以弥补传统弹流润滑试验机不能测试高速重载液压缸中弹流润滑规律的缺陷，具有试验环境逼真、结构简单、使用方便、准确性高等优点。

Description

一种弹流润滑试验机
技术领域
本发明涉及一种弹流润滑试验机，特别涉及高速重载液压缸往复运动弹流润滑油膜厚度及油膜形状试验机。
背景技术
弹流润滑广泛发生在有点线接触、高接触应力的摩擦环境中，观测弹流润滑状态下润滑油的油膜厚度、形状、温度、应力分布等参数对于减磨材料的研究与生产工艺具有十分重要的意义。传统的弹流润滑试验机都是研究滚动轴承、滚子轴承等点线接触的情况，且环境压力几乎为0。高速重载液压缸在工作的过程中，油腔压力大，活塞与缸筒内壁之间也是存在着线接触，并且活塞还常有偏载、冲击等情况发生，但目前没有良好的试验手段测量高速重载液压缸中活塞与缸筒内壁接触范围内的弹流润滑情况，试验方法的缺乏严重制约了液压缸运动元件表面材料改性与加工工艺参数的设计与优化，制约了高端高速重载液压缸的设计水平。
基于以上技术问题，本发明提供了一种弹流润滑试验机，其采用耐高压玻璃作为被测液压缸的缸体材料，活塞杆两端添加可调节配重，能够测量不同轴向、径向负载作用下液压缸摩擦接触面油膜厚度、形状、温度、应力分布等特性，可以弥补传统弹流润滑试验机不能测试高速重载液压缸中弹流润滑规律的缺陷，具有试验环境逼真、结构简单、使用方便、准确性高等优点。
发明内容
本发明的目的是提供一种结构和使用简单、合理，成本低，性能稳定、使用寿命长的一种弹流润滑试验机。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种弹流润滑试验机，其包括液压动力站、控制阀组、反光镜、显微镜、高速摄像机、高精度热成像仪、位移传感器、XYZ方向高精度移动滑台、被测液压缸、配重、激光光源、X-Y方向高精度移动滑台、光源支架、机架、计算机、测量装置支架和计算机，其特征在于，所述液压动力站上设置有控制阀组，所述控制阀组与所述被测液压缸连接，所述机架上固定在水平地面上，所述机架的上表面的中间位置以及侧方各开设有一个通光孔，所述被测液压缸通过螺栓固定在所述机架上表面的中部，所述位移传感器安装在液压缸的端部，所述反光镜、显微镜与高速摄像机同轴心地固定安装在XYZ方向高精度移动滑台上，所述高精度热成像仪也固定在XYZ方向高精度移动滑台上，所述XYZ方向高精度移动滑台固定在所述测量装置支架上，所述测量装置支架14安装在机架的内壁上，所述激光光源固定安装在所述X-Y方向高精度移动滑台上，所述X-Y方向高精度移动滑台固定在光源支架上，所述光源支架安装在所述机架的外壁上，所述高精度热成像仪、高速摄像机和位移传感器均与所述计算机连接。
进一步，作为优选，所述被测液压缸由拉杆、端盖、橡胶密封圈、缸体、进出油口、底座、活塞、活塞杆组成，其中，所述端盖设置在所述底座上，且所述端盖在在所述缸体的两端，所述缸体与所述端盖之间设置有橡胶密封圈，所述缸体内设置有所述活塞，所述活塞的两端连接有所述活塞杆，所述缸体的两端的端盖上分别设置有进出油口。
进一步，作为优选，所述被测液压缸的端盖、活塞和活塞杆均由钢制成；所述缸体由耐高压玻璃制成，且所述缸体的最高耐压强度为220MPa，内壁镀有厚度为10-30μm的Cr层，并研磨抛光；所述活塞的表层堆焊有1-3mm厚的黄铜，并研磨抛光。
进一步，作为优选，所述活塞杆的两端添加设置有配重块，所述配重块通过锁紧螺母轴向固定。
进一步，作为优选，所述光源支架为L型支架。
进一步，作为优选，所述反光镜设置在所述机架的上表面的中间位置的通光孔的正下方。
进一步，作为优选，所述激光光源的位置与所述机架的上表面的侧方的通光孔的位置正好相对。
本发明的有益效果在于：
本发明提供的一种弹流润滑试验机，其采用耐高压玻璃作为被测液压缸的缸体材料，活塞杆两端添加可调节配重，能够测量不同轴向、径向负载作用下液压缸摩擦接触面油膜厚度、形状、温度、应力分布等特性，可以弥补传统弹流润滑试验机不能测试高速重载液压缸中弹流润滑规律的缺陷，具有试验环境逼真、结构简单、使用方便、准确性高等优点。
附图说明
图1是本发明的一种弹流润滑试验机的整体结构示意图；
图2是本发明的一种弹流润滑试验机的液压缸结构示意图；
其中，1、液压动力站，2、控制阀组，3、反光镜，4、显微镜，5、高速摄像机，6、高精度热成像仪，7、XYZ方向高精度移动滑台，8、被测液压缸，9、配重块，10、激光光源，11、X-Y方向高精度移动滑台，12、光源支架，13、机架，14、测量装置支架，15、计算机，16、拉杆，17、端盖，18、橡胶密封圈，19、缸体，20、进出油口，21、锁紧螺母，22、底座，23、活塞，24、活塞杆，25、位移传感器。
具体实施方式
以下结合附图来对本发明进行详细的描绘。然而应当理解，附图的提供仅为了更好地理解本发明，它们不应该理解成对本发明的限制。
如图1所示，本发明提供一种弹流润滑试验机，其包括液压动力站1、控制阀组2、反光镜3、显微镜4、高速摄像机5、高精度热成像仪6、XYZ方向高精度移动滑台7、被测液压缸8、位移传感器25、配重块9、激光光源10、X-Y方向高精度移动滑台11、光源支架12、机架13、计算机15、测量装置支架14，其特征在于，所述液压动力站1上设置有控制阀组2，所述控制阀组2与所述被测液压缸8连接，所述机架13上固定在水平地面上，所述机架13的上表面的中间位置以及侧方各开设有一个通光孔，所述被测液压缸8通过螺栓固定在所述机架13上表面的中部，所述位移传感器25安装在被测液压缸8的端部，所述反光镜3、显微镜4与高速摄像机5同轴心地固定安装在XYZ方向高精度移动滑台7上，所述高精度热成像仪5也固定在XYZ方向高精度移动滑台7上，所述XYZ方向高精度移动滑台7固定在所述测量装置支架14上，所述测量装置支架14安装在机架13的内壁上，所述激光光源10固定安装在所述X-Y方向高精度移动滑台11上，所述X-Y方向高精度移动滑台11固定在光源支架12上，所述光源支架12安装在所述机架13的外壁上，所述高精度热成像仪6、高速摄像机4和位移传感器25均与所述计算机15连接。
如图2所示，所述被测液压缸由拉杆16、端盖17、橡胶密封圈18、缸体19、进出油口20、底座22、活塞23、活塞杆24组成，其中，所述端盖17设置在所述底座22上，且所述端盖17在在所述缸体19的两端，所述缸体19与所述端盖17之间设置有橡胶密封圈18，所述缸体19内设置有所述活塞23，所述活塞23的两端连接有所述活塞杆24，所述缸体19的两端的端盖上分别设置有进出油口20。
在本实施例中，所述被测液压缸的端盖、活塞和活塞杆均由钢制成；所述缸体由耐高压玻璃制成，且所述缸体的最高耐压强度为220MPa，内壁镀有厚度为10-30μm的Cr层，并研磨抛光；所述活塞的表层堆焊有1-3mm厚的黄铜，并研磨抛光。所述活塞杆的两端添加设置有配重块，所述配重块通过锁紧螺母轴向固定。所述光源支架为L型支架。所述反光镜设置在所述机架的上表面的中间位置的通光孔的正下方。所述激光光源的位置与所述机架的上表面的侧方的通光孔的位置正好相对。
实验开始前，将反光镜3调整到与水平面成45°角位置；通过调整XYZ方向高精度移动滑台7，将反光镜3、显微镜4与高速摄像机5置于与被测液压缸8的缸体正下方垂直处位置；通过调整X-Y方向高精度移动滑台11，将激光光源10置于所发出光线经反光镜3的折射后能垂直射入被测液压缸8的缸体中间正下方垂直处位置。
开始测量时，液压油经液压动力站1泵出，经过控制阀组2，通过高压油管输入到被测液压缸8的左右两腔中，推动液压缸8中的活塞作直线往复运动。通过调节两腔的油压大小，可以模拟作用在液压缸活塞的不同轴向力，即轴向负载力；通过分别调整液压缸8活塞杆两端配重9的重量，可以模拟活塞杆所受径向力，即径向负载力；特别地，若活塞杆两端配重9的重量不一样，可以模拟活塞杆所受径向偏载力。激光光源10发射出激光，通过机架侧壁上的通光孔，被反光镜3反射穿过机架13上方的通光孔垂直地照射到液压缸8缸体中间正下方，弹流润滑光干涉图像经过通光孔，射入到显微镜4和高速摄像机5中，并输入进计算机中进行处理，高精度热成像仪6可以捕捉到液压缸8底部的温度数据，它们一并通过电缆输入进计算机15中，进行处理，位移传感器25通过电缆与计算机15连接，用于观测被测液压缸8活塞的运动速度。
本发明采用耐高压玻璃作为被测液压缸的缸体材料，活塞杆两端添加可调节配重，能够测量不同轴向、径向负载作用下液压缸摩擦接触面油膜厚度、形状、温度、应力分布等特性，可以弥补传统弹流润滑试验机不能测试高速重载液压缸中弹流润滑规律的缺陷，具有试验环境逼真、结构简单、使用方便、准确性高等优点。
以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。

Claims (7)

1.一种弹流润滑试验机，其包括液压动力站、控制阀组、反光镜、显微镜、高速摄像机、高精度热成像仪、位移传感器、XYZ方向高精度移动滑台、被测液压缸、激光光源、X-Y方向高精度移动滑台、光源支架、机架、测量装置支架和计算机，其特征在于，所述液压动力站上设置有控制阀组，所述控制阀组与所述被测液压缸连接，所述机架上固定在水平地面上，所述机架的上表面的中间位置以及侧方各开设有一个通光孔，所述被测液压缸通过螺栓固定在所述机架上表面的中部，所述位移传感器安装在被测液压缸的端部，所述反光镜、显微镜与高速摄像机同轴心地固定安装在XYZ方向高精度移动滑台上，所述高精度热成像仪也固定在XYZ方向高精度移动滑台上，所述XYZ方向高精度移动滑台固定在所述测量装置支架上，所述测量装置支架14安装在机架的内壁上，所述激光光源固定安装在所述X-Y方向高精度移动滑台上，所述X-Y方向高精度移动滑台固定在光源支架上，所述光源支架安装在所述机架的外壁上，所述高精度热成像仪、高速摄像机和位移传感器均与所述计算机连接。
2.根据权利要求1所述的一种弹流润滑试验机，其特征在于，所述被测液压缸由拉杆、端盖、橡胶密封圈、缸体、进出油口、底座、活塞、活塞杆组成，其中，所述端盖设置在所述底座上，且所述端盖在在所述缸体的两端，所述缸体与所述端盖之间设置有橡胶密封圈，所述缸体内设置有所述活塞，所述活塞的两端连接有所述活塞杆，所述缸体的两端的端盖上分别设置有进出油口。
3.根据权利要求2所述的一种弹流润滑试验机，其特征在于，所述被测液压缸的端盖、活塞和活塞杆均由钢制成；所述缸体由耐高压玻璃制成，且所述缸体的最高耐压强度为220MPa，内壁镀有厚度为10-30μm的Cr层，并研磨抛光；所述活塞的表层堆焊有1-3mm厚的黄铜，并研磨抛光。
4.根据权利要求2所述的一种弹流润滑试验机，其特征在于，所述活塞杆的两端添加设置有配重块，所述配重块通过锁紧螺母轴向固定。
5.根据权利要求1所述的一种弹流润滑试验机，其特征在于，所述光源支架为L型支架。
6.根据权利要求1所述的一种弹流润滑试验机，其特征在于，所述反光镜设置在所述机架的上表面的中间位置的通光孔的正下方。
7.根据权利要求6所述的一种弹流润滑试验机，其特征在于，所述激光光源的位置与所述机架的上表面的侧方的通光孔的位置正好相对。
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