CN112161185A - 用于磁流体润滑的摩擦副磁场强度微调装置及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于磁流体润滑的摩擦副磁场强度微调装置及其使用方法,用于调节永磁体与试样下表面之间的间距,包括用于固定所述试样的外壳体,且外壳体在试样下方形成容纳升降微调装置的容腔,所述升降微调装置包括箱体、箱盖以及丝杠机构;通过转动手柄带动丝杠传动副,把丝杠周转运动转化为滑块直线运动,丝杠转动带动滑块,再通过两个斜楔块相互配合为低副面接触,对永磁体进行承载,本发明具有稳定性高,传动精度高,易于实现的特点。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于磁流体润滑的摩擦副磁场强度微调装置,更具体地说,涉及通过丝杠传动进而带动楔块做上下往复运动的升降微调装置,适用于需要调节摩擦磨损试样表面磁场强度的试验台装置。
背景技术
磁流体又被称磁性液体、铁磁流体或者是叫磁液,磁流体是一种新型功能材料,由于结构简单,容易制备,其具有液体的流动性的同时兼备固体磁性材料的磁性,因此其在实际工程中拥有广泛的应用前景。磁流体是由直径为纳米量级(直径10nm以下)的磁性固体颗粒、基载液(也叫媒体)和界面活性剂三者混合而成,一般情况下是由微级或纳米级的铁磁颗粒(一般为羰基铁颗粒)沉浸在非磁性载液中所形成的悬浮液,同时还有少量的其他辅助溶液。可广泛应用于各种苛刻条件下的磁性流体密封、减震、医疗器械、声音调节、光显示、磁流体选矿等领域。磁流体润滑是指在润滑介质中加入经过表面处理的纳米级磁性固体微粒,以非导磁性液体或者润滑脂作为基体的润滑技术,可应用于滑动轴承、磨床、齿轮传动等设备。由于磁流体中,磁性固体微粒尺寸度远小于表面粗糙度,几乎没有额外磨损,且可以通过外磁场作用控制磁流体的润滑位置,使其准确填充润滑区域,从而实现连续润滑。当选用非导磁性液体为基载液时,被称为磁流变液,选用润滑脂为基载液时,被称为磁流变脂。磁流变液是在外部附加磁场控制下可以实现连续、快速相应的一种智能材料,近十年来磁流变液在实际应用中发展迅速,但是其沉降问题限制了进一步的发展。与磁流变液不同的是磁流变脂的基体润滑脂在一般工况下呈现出类固态,与此同时,随着磁感应强度的增强,纯润滑脂的黏度在磁感应强度的增强的情况下基本保持不变,这表明润滑脂基体的黏度不受磁场影响。
因磁流体在实际工况中应用前景广泛,与传统润滑脂相比具有显著的优势,为便于对磁流体进行摩擦磨损实验,本发明提供了一种用于磁流体润滑的摩擦副磁场强度微调装置。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于磁流体润滑的摩擦副磁场强度微调装置及其使用方法,通过丝杠传动副的传动过程带动楔块上下升降从而调整永磁体与摩擦磨损试样的距离,使得摩擦磨损试样的表面磁场强度得到调整。
为实现上述发明目的,本发明采用如下技术方案:
本发明提供了一种用于磁流体润滑的摩擦副磁场强度微调装置,用于调节永磁体与试样下表面之间的间距,包括用于固定所述试样的外壳体,且外壳体在试样下方形成容纳升降微调装置的容腔,所述升降微调装置包括箱体、箱盖以及丝杠机构;
所述丝杠机构包括丝杠、滑块、由下楔块及上楔块组成的低副斜面机构及固定在箱体底部的导轨机构,所述导轨机构包括下导轨及下导轨上所设与其滑动配合的上导轨,上导轨上方固定有一中部设置有螺纹孔的所述滑块,且所述螺纹孔的方向与滑块的滑动方向一致,滑块上固定有一顶部设置有光滑斜面的所述下楔块,所述箱盖中部开设有与所述上楔块侧面恰好配合的让位槽,所述箱体对应所述螺纹孔在其两侧均开设有通孔,沿着通孔与螺纹孔轴向固定有所述丝杠,且丝杠一端通过端架固定在箱体外侧,一端伸出箱体并固定有手柄;
所述永磁体置于上楔块上,且上楔块与所述永磁体接触部位以及箱体、箱盖均为非导磁性材料。
作为本发明对上述方案的优选,所述上楔块包括相向且对称设置的定位阶梯,所述永磁体置于定位阶梯的间隙上,且定位阶梯的间隙由下至上逐渐增大,定位阶梯的阶梯状结构应用于此处,相比于一般V型块来说能够更好的对不同尺寸不同形状的永磁体进行定位。
作为本发明对上述方案的优选,所述手柄对应的丝杠一端设有锁定孔,且手柄通过锁紧螺钉固定在丝杠端部。
进一步地,所述手柄紧贴箱体处设置有环形限位槽,且环形限位槽上转动套设有刻度环,所述手柄在环形限位槽边缘处设有主定位槽,刻度环上紧贴手柄的一侧周向均匀开设有从定位槽,所述主定位槽和从定位槽能同时嵌入一定位挡板从而使手柄与刻度环同步转动,刻度环上贴近箱体的一侧周向设有刻度线,手柄与刻度环并非一体结构,并通过定位挡板改变手柄与刻度环的相对运动状态,定位挡板插入主定位槽及从定位槽从而使得两者同步运动,当调节过程中需要以特定的位置作为初始位置时,可以将定位挡板拔出,旋转刻度环将其零刻度与箱体外表面刻度准线对应,从而进行调零,调零后将定位挡板插入主定位槽与从定位槽使得手柄与刻度环同步运动,当旋转一定刻度后,箱体外表面的刻度准线指向刻度环的刻度从而准确读出调节的位置量。
作为本发明对上述方案的优选,所述下导轨与箱体底部、上导轨与滑块、滑块与下楔块均通过沉头螺钉固定,既能够起到良好的固定效果,同时避免干涉。
作为本发明对上述方案的优选,所述外壳体包括承载试样的凸台,凸台两侧的外壳体对称开设有用以放置温度模块的矩形槽,且试样两端分别通过螺钉固定在矩形槽两侧的外壳体上。
作为本发明对上述方案的优选,所述端架为环形框架结构,其通过滚动轴承容置所述丝杠的端部,并且端架对应的箱体处设有定位孔,且端架通过定位钉借助定位孔固定在箱体外侧,定位钉从箱体内部通过定位孔穿出固定端架,使得箱体能够保持较好的密封,避免杂物污染。
进一步地,所述外壳体一侧开设恰好与所述端架契合的让位孔,使得箱体与外壳体更为契合,便于固定。
上述应用于磁流体润滑的摩擦副表面磁场强度微调装置的使用方法,其具体包括步骤:首先,将试样固定于外壳体的顶部,直接承受摩擦磨损实验所施加的载荷,试样与箱盖的距离是固定不变的,通过转动手柄带动丝杠机构使得上楔块升降,从而改变放置于定位阶梯上的永磁体与试样的距离,当试样距离永磁体距离越近时,其所受磁场强度越大,距离越远时,所受磁场强度越小。
本发明的有益效果在于:本发明的传动系统采用丝杠传动副与楔块相配套使用,实验过程中,试样承受的载荷传递到外壳体上,永磁体并不承受载荷,所以该微调装置整个传动机构也不会承受过大载荷,丝杠传动副能满足传动要求与传动精度,并且丝杠传动副具有自锁功能,且楔块可替换性强,手柄带动丝杠转动就能达到调节效果,通过转动手柄带动丝杠传动副,把丝杠周转运动转化为滑块直线运动,丝杠转动带动滑块,两个斜楔块相互配合为低副面接触,承载良好,不易磨损,本发明具有稳定性高,传动精度高,易于实现的特点。
附图说明
图1为本发明的整体外部示意图。
图2为外壳体的结构示意图。
图3为升降微调装置端架面视图。
图4为丝杠-箱体布局示意图;
图5为移动件布局示意图;
图6为丝杠传动副示意图;
图7为丝杠右视图;
图8为丝杠机构示意图;
图9为手柄与刻度环装配结构图。
其中,1-温度模块,2-永磁体,3-上楔块,4-箱盖,5-手柄,6-箱体,7-试样,8-螺钉,9-外壳体,10-容腔,11-凸台,12-矩形槽,13-让位孔,14-端架,15-刻度准线,16-通孔,17-锁定孔,18-定位孔,19-环形限位槽,20-下楔块,21-沉头螺钉,22-滑块,23-让位槽,24-定位阶梯,25-螺纹孔,26-上导轨,27-下导轨,28-锁紧螺钉,29-丝杠,30-定位钉,31-定位孔,32-主定位槽,33-定位挡板,34-从定位槽,35-刻度线,36-刻度环。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解,下面结合具体实施方式,进一步阐述本发明。
如图1-图9所示,一种用于磁流体润滑的摩擦副磁场强度微调装置,用于调节永磁体2与试样7下表面之间的间距,包括用于固定所述试样7的外壳体9,且外壳体9在试样7下方形成容纳升降微调装置的容腔10,所述升降微调装置包括箱体6、箱盖4以及丝杠机构;
如图8所示,所述丝杠机构包括丝杠29、滑块22、由下楔块20及上楔块3组成的低副斜面机构及固定在箱体6底部的导轨机构,所述导轨机构包括下导轨27及下导轨27上所设与其滑动配合的上导轨26,上导轨26上方固定有一中部设置有螺纹孔25的所述滑块22,且所述螺纹孔25的方向与滑块22的滑动方向一致,滑块22上固定有一顶部设置有光滑斜面的所述下楔块20,所述箱盖4中部开设有与所述上楔块3侧面恰好配合的让位槽23,所述箱体6对应所述螺纹孔25在其两侧均开设有通孔16,沿着通孔16与螺纹孔25轴向固定有所述丝杠29,且丝杠29一端通过端架14固定在箱体6外侧,一端伸出箱体6并固定有手柄5;
所述永磁体2置于上楔块3上,且上楔块3与所述永磁体2接触部位以及箱体6、箱盖4均为非导磁性材料。
上述应用于磁流体润滑的摩擦副表面磁场强度微调装置的使用方法,其具体包括步骤:首先,将试样7固定于外壳体9的顶部,直接承受摩擦磨损实验所施加的载荷,试样7与箱盖4的距离是固定不变的,通过转动手柄5带动丝杠机构使得上楔块3升降,从而改变放置于定位阶梯24上的永磁体2与试样7的距离,当试样7距离永磁体2距离越近时,其所受磁场强度越大,距离越远时,所受磁场强度越小。
在其中一个实施例中,所述上楔块3包括相向且对称设置的定位阶梯24,所述永磁体2置于定位阶梯24的间隙上,且定位阶梯24的间隙由下至上逐渐增大,定位阶梯24的阶梯状结构应用于此处,相比于一般V型块来说能够更好的对不同尺寸不同形状的永磁体2进行定位。
在其中一个实施例中,如图4及图6所示,所述手柄5对应的丝杠29一端设有锁定孔17,且手柄5通过锁紧螺钉28固定在丝杠29端部。
进一步地,如图9所示,所述手柄紧贴箱体处设置有环形限位槽19,且环形限位槽19上转动套设有刻度环36,所述手柄5在环形限位槽19边缘处设有主定位槽32,刻度环36上紧贴手柄5的一侧周向均匀开设有从定位槽34,所述主定位槽32和从定位槽34能同时嵌入一定位挡板33从而使手柄5与刻度环36同步转动,刻度环36上贴近箱体6的一侧周向设有刻度线35,手柄5与刻度环36并非一体结构,并通过定位挡板33改变手柄5与刻度环36的相对运动状态,定位挡板5插入主定位槽32及从定位槽34从而使得两者同步运动,当调节过程中需要以特定的位置作为初始位置时,可以将定位挡板33拔出,旋转刻度环36将其零刻度与箱体外表面刻度准线15对应,从而进行调零,调零后将定位挡板33插入主定位槽32与从定位槽34使得手柄5与刻度环36同步运动,当旋转一定刻度后,箱体6外表面的刻度准线15指向刻度环36的刻度从而准确读出调节的位置量。
在其中一个实施例中,如图5所示,所述下导轨27与箱体6底部、上导轨26与滑块22、滑块22与下楔块20均通过沉头螺钉21固定,既能够起到良好的固定效果,同时避免干涉。
在其中一个实施例中,如图2所示,所述外壳体9包括承载试样7的凸台11,凸台11两侧的外壳体9对称开设有用以放置温度模块1的矩形槽12,且试样7两端分别通过螺钉8固定在矩形槽12两侧的外壳体9上。
在其中一个实施例中,如图3、图4及图6所示,所述端架14为环形框架结构,其通过滚动轴承容置所述丝杠29的端部,并且端架14对应的箱体6处设有定位孔18,且端架14通过定位钉30借助定位孔18固定在箱体6外侧,定位钉30从箱体内部通过定位孔18穿出固定端架14,使得箱体6能够保持较好的密封,避免杂物污染。
在其中一个实施例中,如图2所示,所述外壳体9一侧开设恰好与所述端架14契合的让位孔13,使得箱体6与外壳体9更为契合,便于固定。
本技术领域中的普通技术人员应当认识到,以上的实施例仅是用来说明本发明,而并非用作为对本发明的限定,只要在本发明的实质精神范围内,对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求范围内。
Claims (9)
1.一种用于磁流体润滑的摩擦副磁场强度微调装置,用于调节永磁体与试样下表面之间的间距,其特征在于,包括用于固定所述试样的外壳体,且外壳体在试样下方形成容纳升降微调装置的容腔,所述升降微调装置包括箱体、箱盖以及丝杠机构;
所述丝杠机构包括丝杠、滑块、由下楔块及上楔块组成的低副斜面机构及固定在箱体底部的导轨机构,所述导轨机构包括下导轨及下导轨上所设与其滑动配合的上导轨,上导轨上方固定有一中部设置有螺纹孔的所述滑块,且所述螺纹孔的方向与滑块的滑动方向一致,滑块上固定有一顶部设置有光滑斜面的所述下楔块,所述箱盖中部开设有与所述上楔块侧面恰好配合的让位槽,所述箱体对应所述螺纹孔在其两侧均开设有通孔,沿着通孔与螺纹孔轴向固定有所述丝杠,且丝杠一端通过端架固定在箱体外侧,一端伸出箱体并固定有手柄;
所述永磁体置于上楔块上,且上楔块与所述永磁体接触部位以及箱体、箱盖均为非导磁性材料。
2.根据权利要求1所述的一种用于磁流体润滑的摩擦副磁场强度微调装置,其特征在于,所述上楔块包括相向且对称设置的定位阶梯,所述永磁体置于定位阶梯的间隙上,且定位阶梯的间隙由下至上逐渐增大。
3.根据权利要求1所述的一种用于磁流体润滑的摩擦副磁场强度微调装置,其特征在于,所述手柄对应的丝杠一端设有锁定孔,且手柄通过锁紧螺钉固定在丝杠端部。
4.根据权利要求1或2所述的一种用于磁流体润滑的摩擦副磁场强度微调装置,其特征在于,所述手柄紧贴箱体处设置有环形限位槽,且环形限位槽上转动套设有刻度环,所述手柄在环形限位槽边缘处设有主定位槽,刻度环上紧贴手柄的一侧周向均匀开设有从定位槽,所述主定位槽和从定位槽能同时嵌入一定位挡板从而使手柄与刻度环同步转动,刻度环上贴近箱体的一侧周向设有刻度线。
5.根据权利要求1所述的一种用于磁流体润滑的摩擦副磁场强度微调装置,其特征在于,所述下导轨与箱体底部、上导轨与滑块、滑块与下楔块均通过沉头螺钉固定。
6.根据权利要求1所述的一种用于磁流体润滑的摩擦副磁场强度微调装置,其特征在于,所述外壳体包括承载试样的凸台,凸台两侧的外壳体对称开设有用以放置温度模块的矩形槽,且试样两端分别通过螺钉固定在矩形槽两侧的外壳体上。
7.根据权利要求1所述的一种用于磁流体润滑的摩擦副磁场强度微调装置,其特征在于,所述端架为环形框架结构,其通过滚动轴承容置所述丝杠的端部,并且端架对应的箱体处设有定位孔,且端架通过定位钉借助定位孔固定在箱体外侧。
8.根据权利要求6所述的一种用于磁流体润滑的摩擦副磁场强度微调装置,其特征在于,所述外壳体一侧开设恰好与所述端架契合的让位孔。
9.权利要求1-6任一项所述的应用于磁流体润滑的摩擦副表面磁场强度微调装置的使用方法,其特征在于,具体包括步骤:首先,将试样固定于外壳体的顶部,直接承受摩擦磨损实验所施加的载荷,试样与箱盖的距离是固定不变的,通过转动手柄带动丝杠机构使得上楔块升降,从而改变放置于定位阶梯上的永磁体与试样的距离,当试样距离永磁体距离越近时,其所受磁场强度越大,距离越远时,所受磁场强度越小。
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