CN111351444A - 同步带滑块往复运动式线接触弹流润滑油膜测量装置 - Google Patents

同步带滑块往复运动式线接触弹流润滑油膜测量装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种同步带滑块往复运动式线接触弹流润滑油膜测量装置,包括下底板、支撑柱、上台面、同步带滑块直线运动装置、电机支架、电机、联轴器、玻璃盘夹紧装置、加载装置、滚子支撑装置、显微镜调节装置、电控箱、计算机;本同步带滑块往复式点接触弹流润滑油膜测量装置采用同步带滑块直线运动装置做直线往复运动,具有传动比准确、传动效率高、传动精度高,结构紧凑的优点;玻璃盘采用小面积、可更换的方案,提高了玻璃盘的利用率;加载装置为盘形凸轮加载机构,转动手轮使盘形凸轮推动推杆实现加载、卸载的目的;实验中能在计算机上直观观察到线接触区润滑油膜的状态以及对图像进行抓拍。

Description

同步带滑块往复运动式线接触弹流润滑油膜测量装置
技术领域
本发明涉及弹流润滑油膜测量相关技术领域,具体为往复运动式线接触弹流润滑油膜测量装置。
背景技术
依据国际权威机构测算,世界能源的30%-50%消耗于摩擦磨损,60%以上的材料磨损是由润滑不良造成的,润滑是减少摩擦和磨损最直接有效的手段,是因为在两接触表面间有固态或液态的润滑薄膜存在,而膜厚测量的重点润滑类型便是弹性流体动力润滑。光干涉法是一种基于等厚干涉原理的膜厚测量手段,能够测量透明润滑膜的厚度,光干涉法则能够直接获取膜厚的分布信息,是油膜厚度测量的最有效方法,而现有的测量装置大多为旋转往复运动、玻璃盘为大的圆盘,对玻璃盘的损耗较大,因此需要一种新的采用直线往复运动的弹流润滑油膜测量装置。
发明内容
本发明的目的在于提供一种同步带滑块往复运动式线接触弹流润滑油膜测量装置以解决现有的测量装置大多为旋转运动、玻璃盘为大的圆盘、对玻璃盘的损耗较大的问题。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:同步带滑块往复运动式线接触弹流润滑油膜测量装置,包括下底板、支撑柱、上台面、同步带滑块直线运动装置、电机支架、电机、联轴器、玻璃盘夹紧装置、加载装置、滚子支撑装置、显微镜调节装置、电控箱、计算机;所述下底板与所述支撑柱下端通过螺栓连接;所述支撑柱共有四个,所述支撑柱上端与所述上台面通过螺栓连接;所述同步带滑块直线运动装置包括防护底座、从动轴承、主动轴承、从动带轮轴、主动带轮轴、同步带、从动带轮、主动带轮、可分离式滑块、导轨支撑板、导轨;所述防护底座两侧面分别有主动轴承孔和从动轴承孔,呈中间低、两边高的形状,所述防护底座通过螺栓固定于所述上台面;所述从动轴承共两个,分别固定于所述从动轴承孔内;所述主动轴承共两个,分别固定于所述主动轴承孔内;所述从动带轮轴中间通过平键与所述从动带轮连接,两端分别与所述从动轴承内圈固定;所述主动带轮轴中间通过平键与所述主动带轮连接,并固定于所述主动轴承内圈;所述可分离式滑块包括下部滑块、上部滑块,所述下部滑块与所述导轨配合构成移动副;所述同步带通过螺栓固定于所述上部滑块和所述下部滑块中间;所述同步带分别与所述主动带轮、所述从动带轮连接;所述主动带轮与所述从动带轮直径相等;所述可分离式滑块由所述同步带以及所述电机的带动做往复直线运动;所述导轨支撑板固定于所述防护底座两侧面低凹处;所述导轨通过沉头螺钉固定于所述导轨支撑板中间位置;所述电机支架水平面通过螺栓固定于所述上台面;所述电机通过螺栓固定于所述电机支架的竖直面;所述联轴器分别与所述主动带轮轴的输入端、所述电机的输出轴连接;所述玻璃盘夹紧装置包括玻璃盘夹紧夹具、玻璃盘、调节螺钉;所述玻璃盘呈矩形,嵌入所述玻璃盘夹紧夹具,由所述调节螺钉夹紧,所述调节螺钉与所述玻璃盘夹紧夹具构成螺旋副;所述玻璃盘夹紧装置通过螺栓与所述可分离式滑块连接;所述加载装置为盘形凸轮加载机构,包括加载板、机架、推杆、盘形凸轮、手轮;所述加载板与所述上台面连接构成转动副;所述机架通过螺栓固定于所述上台面;所述推杆上端与所述机架配合构成移动副,下端与所述盘形凸轮接触;所述盘形凸轮与所述机架下端形成转动副;所述手轮固定于所述盘形凸轮,转动所述手轮使所述盘形凸轮推动所述推杆实现加载、卸载的目的;所述滚子支撑装置包括支撑底座、滚轮、滚子;所述支撑底座通过螺钉固定于所述加载板的凹槽;所述滚子置于所述滚轮中间。
进一步地,所述显微镜调节装置可通过旋钮调节所述显微镜在XYZ轴方向的位置,包括平移台支架、XYZ平移台、显微镜固定支架、显微镜;所述平移台支架与所述上台面通过螺栓连接;所述XYZ平移台固定于所述平移台支架上;所述显微镜固定支架与所述XYZ平移台上端连接;所述显微镜固定于所述显微镜固定支架中;所述显微镜上端接线口连接所述计算机数据采集接口。
进一步地,所述电控箱内设置电气控制元件以及红绿光源发射器,操作面设置有启动按钮、急停按钮,所述电控箱放置于所述下底板上;所述计算机放置于测量装置的旁边。
本发明的有益效果是:该同步带滑块往复式点接触弹流润滑油膜测量装置采用同步带滑块直线运动装置做直线往复运动,具有传动比准确、传动效率高、传动精度高,结构紧凑的优点,玻璃盘采用小面积、可更换的方案,提高了玻璃盘的利用率。同时测量实验时,能在计算机上直观观察到线接触区润滑油膜的状态以及对图像进行抓拍。
附图说明
图1是本发明同步带滑块往复运动式线接触弹流润滑油膜测量装置的主视图;
图2是本发明同步带滑块往复运动式线接触弹流润滑油膜测量装置的俯视图;
图3是本发明同步带滑块往复运动式线接触弹流润滑油膜测量装置的同步带滑块直线运动装置结构示意图;
图4是本发明同步带滑块往复运动式线接触弹流润滑油膜测量装置的玻璃盘夹紧装置结构示意图;
图5是本发明同步带滑块往复运动式线接触弹流润滑油膜测量装置的滚子支撑装置结构示意图。
图中:1-下底板;2-支撑柱;3-上台面;4-同步带滑块直线运动装置;5-电机支架;6-电机;7-联轴器;8-玻璃盘夹紧装置;9-加载装置;10-滚子支撑装置;11-显微镜调节装置;12-电控箱;13-计算机;401-防护底座;4011-主动轴承孔;4012-从动轴承孔;402-从动轴承;403-主动轴承;404-从动带轮轴;405-主动带轮轴;406-同步带;407-从动带轮;408-主动带轮;409-可分离式滑块;410-导轨支撑板;411-导轨;412-下部滑块;413-上部滑块;801-玻璃盘夹紧夹具;802-玻璃盘;803-调节螺钉;901-加载板;902-机架;903-推杆;904-盘形凸轮;905-手轮;1001-支撑底座;1002-滚轮;1003-滚子;1101-平移台支架;1102-XYZ平移台;1103-显微镜固定支架;1104-显微镜。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施作进一步描述。
如图1、2、3、4、5所示,本发明同步带滑块往复运动式线接触弹流润滑油膜测量装置,包括下底板1、支撑柱2、上台面3、同步带滑块直线运动装置4、电机支架5、电机6、联轴器7、玻璃盘夹紧装置8、加载装置9、滚子支撑装置10、显微镜调节装置11、电控箱12、计算机13;所述下底板1与所述支撑柱2下端通过螺栓连接;所述支撑柱2共有四个,所述支撑柱2上端与所述上台面3通过螺栓连接;所述同步带滑块直线运动装置4包括防护底座401、从动轴承402、主动轴承403、从动带轮轴404、主动带轮轴405、同步带406、从动带轮407、主动带轮408、可分离式滑块409、导轨支撑板410、导轨411;所述防护底座401两侧面分别有主动轴承孔4011和从动轴承孔4012,呈中间低、两边高的形状,所述防护底座401通过螺栓固定于所述上台面3;所述从动轴承402共两个,分别固定于所述从动轴承孔内4012;所述主动轴承403共两个,分别固定于所述主动轴承孔4011内;所述从动带轮轴404中间通过平键与所述从动带轮407连接,两端分别与所述从动轴承402内圈固定;所述主动带轮轴405中间通过平键与所述主动带轮408连接,并固定于所述主动轴承403内圈;所述可分离式滑块409包括下部滑块412、上部滑块413,所述下部滑块412与所述导轨411配合构成移动副;所述同步带406通过螺栓固定于所述上部滑块412和所述下部滑块413中间;所述同步带406分别与所述从动带轮407、所述主动带轮408连接;所述从动带轮407与所述主动带轮408直径相等,所述可分离式滑块409可由所述同步带406、所述电机6的带动做往复直线运动;所述导轨支撑板410固定于所述防护底座401两侧面低凹处;所述导轨411通过沉头螺钉固定于所述导轨支撑板410中间位置;所述电机支架5水平面通过螺栓固定于所述上台面3;所述电机6通过螺栓固定于所述电机支架5的竖直面;所述联轴器7分别与所述主动带轮轴405的输入端、所述电机6的输出轴连接;所述玻璃盘夹紧装置8包括玻璃盘夹紧夹具801、玻璃盘802、调节螺钉803;所述玻璃盘802呈矩形,嵌入所述玻璃盘夹紧夹具801,由所述调节螺钉803夹紧,所述调节螺钉803与所述玻璃盘夹紧夹具801构成螺旋副;所述玻璃盘夹紧夹具801通过螺栓与所述可分离式滑409块连接;所述加载装置9为盘形凸轮加载机构,包括加载板901、机架902、推杆903、盘形凸轮904、手轮905;所述加载板901与所述上台面3连接构成转动副;所述机架902通过螺栓固定于所述上台面3;所述推杆903上端与所述机架902配合构成移动副,下端与所述盘形凸轮904接触;所述盘形凸轮904与所述机架902下端形成转动副;所述手轮905固定于所述盘形凸轮904,转动所述手轮905使所述盘形凸轮904推动所述推杆903实现加载、卸载的目的;所述滚子支撑装置10包括支撑底座1001、滚轮1002,滚子1003,所述支撑底座1001通过螺钉固定于所述加载板901的凹槽;所述滚子1003放置于滚轮1003中间。
进一步地,所述显微镜调节装置11包括平移台支架1101、XYZ平移台1102、显微镜固定支架1103、显微镜1104;所述平移台支架1101与所述上台面3通过螺栓连接;所述XYZ平移台1102固定于所述平移台支架1101上;所述显微镜固定支架1103与所述XYZ平移台1102上端连接;所述显微镜1104固定于所述显微镜固定支架1103中;所述显微镜1104上端接线口连接计算机13数据采集接口。
进一步地,所述电控箱12内设置电气控制元件以及红绿光源发射器,操作面设置有启动按钮、急停按钮,所述电控箱12放置于所述下底板1上;所述计算机13放置于测量装置的旁边。
如图1、2、3、4、5所示,本发明同步带滑块往复运动式点接触弹流润滑油膜测量装置工作方法步骤如下:启动计算机13、电控箱12,设备正常运行后取出玻璃盘802清洗并吹干,然后安装在所述玻璃盘夹紧夹具801中,使用调节螺钉803固定玻璃盘802,打开PLC控制程序使电机6驱动同步带滑块直线运动装置4带动玻璃盘802缓慢往复运动进行调平;转动手轮905对加载板901缓慢加载力,使所述滚子1003与所述玻璃盘802形成线接触区,调节显微镜1104位置以及放大倍数,直到计算机13屏幕上形成清晰完整图像;在所述玻璃盘802上与滚子1003接触位置加注润滑剂;设置实验参数,采集实验中往复运动点接触弹流润滑油膜的图像;图像采集完成后在计算机13进行后处理;改变实验参数,可以获得不同实验条件下的油膜图像和膜厚值。
本发明的保护范围不仅局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应该以权利要求所界定的保护范围为据。

Claims (3)

1.同步带滑块往复运动式线接触弹流润滑油膜测量装置,其特征在于:包括下底板、支撑柱、上台面、同步带滑块直线运动装置、电机支架、电机、联轴器、玻璃盘夹紧装置、加载装置、滚子支撑装置、显微镜调节装置、电控箱、计算机;所述下底板与所述支撑柱下端通过螺栓连接;所述支撑柱共有四个,所述支撑柱上端与所述上台面通过螺栓连接;所述同步带滑块直线运动装置包括防护底座、从动轴承、主动轴承、从动带轮轴、主动带轮轴、同步带、从动带轮、主动带轮、可分离式滑块、导轨支撑板、导轨;所述防护底座两侧面分别有主动轴承孔和从动轴承孔,呈中间低、两边高的形状,所述防护底座通过螺栓固定于所述上台面;所述从动轴承共两个,分别固定于所述从动轴承孔内;所述主动轴承共两个,分别固定于所述主动轴承孔内;所述从动带轮轴中间通过平键与所述从动带轮连接,两端分别与所述从动轴承内圈固定;所述主动带轮轴中间通过平键与所述主动带轮连接,并固定于所述主动轴承内圈;所述可分离式滑块包括下部滑块、上部滑块,所述下部滑块与所述导轨配合构成移动副;所述同步带通过螺栓固定于所述上部滑块和所述下部滑块中间;所述同步带分别与所述主动带轮、所述从动带轮连接;所述主动带轮与所述从动带轮直径相等;所述可分离式滑块由所述同步带以及所述电机的带动做往复直线运动;所述导轨支撑板固定于所述防护底座两侧面低凹处;所述导轨通过沉头螺钉固定于所述导轨支撑板中间位置;所述电机支架水平面通过螺栓固定于所述上台面;所述电机通过螺栓固定于所述电机支架的竖直面;所述联轴器分别与所述主动带轮轴的输入端、所述电机的输出轴连接;所述玻璃盘夹紧装置包括玻璃盘夹紧夹具、玻璃盘、调节螺钉;所述玻璃盘呈矩形,嵌入所述玻璃盘夹紧夹具,由所述调节螺钉夹紧,所述调节螺钉与所述玻璃盘夹紧夹具构成螺旋副;所述玻璃盘夹紧装置通过螺栓与所述可分离式滑块连接;所述加载装置为盘形凸轮加载机构,包括加载板、机架、推杆、盘形凸轮、手轮;所述加载板与所述上台面连接构成转动副;所述机架通过螺栓固定于所述上台面;所述推杆上端与所述机架配合构成移动副,下端与所述盘形凸轮接触;所述盘形凸轮与所述机架下端形成转动副;所述手轮固定于所述盘形凸轮,转动所述手轮使所述盘形凸轮推动所述推杆实现加载、卸载的目的;所述滚子支撑装置包括支撑底座、滚轮、滚子;所述支撑底座通过螺钉固定于所述加载板的凹槽;所述滚子置于所述滚轮中间。
2.如权利要求1所述的同步带滑块往复运动式线接触弹流润滑油膜测量装置,其特征在于:所述显微镜调节装置可通过旋钮调节所述显微镜在XYZ轴方向的位置,包括平移台支架、XYZ平移台、显微镜固定支架、显微镜;所述平移台支架与所述上台面通过螺栓连接;所述XYZ平移台固定于所述平移台支架上;所述显微镜固定支架与所述XYZ平移台上端连接;所述显微镜固定于所述显微镜固定支架中;所述显微镜上端接线口连接所述计算机数据采集接口。
3.如权利要求2所述的同步带滑块往复运动式线接触弹流润滑油膜测量装置,其特征在于:所述电控箱内设置电气控制元件以及红绿光源发射器,操作面设置有启动按钮、急停按钮,所述电控箱放置于所述下底板上;所述计算机放置于测量装置的旁边。
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