CN112730151A - 润滑脂增稠剂沉积膜润湿性检测装置及其检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了润滑脂增稠剂沉积膜润湿性检测装置及其检测方法。现有技术难以直接测量基础油在滚道中的润湿角。本发明在可旋转的钢制圆盘上布置圆柱滚子、润滑脂刮板和沿钢制圆盘的周向呈八字形布置的两块挡板；圆柱滚子由辊压调节滑台驱动升降，并由副驱动电机驱动旋转；润滑脂刮板由升降台驱动升降；两块挡板由挡板高度调节滑台驱动升降，并由舵机驱动调整张开角。本发明可将被挤压至滚子两侧润滑脂重新导向辊压中心，从而在钢制圆盘表面制备出增稠剂沉积膜；能很好地测量不同种类润滑脂和不同挤压程度的润滑脂增稠剂沉积膜对基础油润湿角度的影响，得到被测润滑脂的润滑性能。

Description

润滑脂增稠剂沉积膜润湿性检测装置及其检测方法

技术领域

本发明属于轴承技术领域，具体涉及一种润滑脂增稠剂沉积膜润湿性检测装置及其检测方法。

背景技术

90％以上的滚动轴承使用润滑脂润滑。由于润滑脂中存在增稠剂，脂润滑时的膜厚要高于其基础油润滑时的膜厚。脂润滑轴承使用初期接触区附近润滑脂供给较为充足，但随着轴承的运转搅拌，润滑脂大量被挤压在密封圈内侧，仅有少量润滑脂参与到接触区的润滑中。在经历数小时的辊压之后，接触区逐渐进入乏脂润滑状态，同时稠化剂结构逐渐被破坏，并沉积在滚道表面形成一层沉积膜，进而影响轴承的润滑效果。长期来看，增稠剂的结构、基础油的回流以及滚道中心被长期辊压的增稠剂沉积膜对轴承的润滑有着重要影响。

目前工业应用的润滑脂种类繁多，稠化剂和基础油的配方种类复杂。增稠剂结构影响到润滑脂增稠剂沉积膜的特性，而润滑脂增稠剂沉积膜的表面润湿性又会进一步影响基础油的回流。因此测量增稠剂沉积膜对滚道表面基础油润湿性的影响既可以在一定程度上推断基础油的回流情况，又可以指导润滑脂增稠剂的制备。由于轴承内/外圈圆滚道为圆弧形状，即使如推力球轴承也难以直接测量基础油在滚道中的表面润湿角。因此，凭借巧妙的实验设计和精密的技术手段来观测润滑脂增稠剂沉积膜的表面润湿性对考量被测润滑脂的润滑特性有很高的理论价值。同时，对于开展润滑脂增稠剂的结构对乏脂润滑条件下滚动轴承润滑状态的影响研究具有重要意义。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种润滑脂增稠剂沉积膜润湿性检测装置及其检测方法。

本发明润滑脂增稠剂沉积膜润湿性检测装置，包括底座、主驱动机构、润滑脂辊压机构、润滑脂引导机构和润湿角测量组件。所述的润滑脂辊压机构包括副驱动电机支架、辊压调节滑台、副驱动电机、第一联轴器、轴承座、辊子传动轴和圆柱滚子；所述的副驱动电机支架固定于辊压调节滑台的滑动台上；辊压调节滑台的座体固定于底座上；所述的辊压调节滑台竖直设置；副驱动电机的壳体固定于副驱动电机支架上，副驱动电机的输出轴与辊子传动轴通过第一联轴器连接；所述的辊子传动轴通过轴承支承在与轴承座上，轴承座与副驱动电机支架固定；圆柱滚子的内螺纹与辊子传动轴的外螺纹连接；圆柱滚子水平设置。

所述的主驱动机构包括主驱动电机、橡胶垫圈、垫片、传动主轴、锁紧螺母、钢制圆盘、支座、轴承和第二联轴器；所述主驱动电机的壳体和支座均固定在底座上；所述的传动主轴通过轴承支承在支座上，主驱动电机的输出轴与传动主轴通过第二联轴器连接；所述的传动主轴竖直设置，并穿过钢制圆盘的中心孔；传动主轴的外螺纹与锁紧螺母连接；所述的钢制圆盘由锁紧螺母和传动主轴的轴肩轴向定位，且锁紧螺母与钢制圆盘之间设有橡胶垫圈和垫片，传动主轴的轴肩与钢制圆盘之间设有橡胶垫圈；所述的钢制圆盘位于圆柱滚子下方。

所述的润滑脂引导机构包括舵机、支撑板、挡板高度调节滑台、润滑脂刮板、升降台、主动齿轮、从动齿轮和挡板；所述的挡板高度调节滑台竖直设置，挡板高度调节滑台的座体固定于底座上；L型角片与挡板高度调节滑台的滑动台固定，支撑板与L型角片固定；舵机的壳体通过固定铜柱固定于支撑板上，舵机的输出轴穿过支撑板的过孔与主动齿轮固定；所述的从动齿轮与支撑板铰接，并与主动齿轮啮合；主动齿轮和从动齿轮分别与一块挡板固定；两块挡板均位于钢制圆盘上方，且两块挡板沿钢制圆盘的周向呈八字形布置；升降台的底板固定于底座上，润滑脂刮板位于钢制圆盘上方，且通过支撑角片与升降台的台面固定。

所述的润湿角测量组件包括滴管、摄像头和光源。摄像头的信号输出端接信号采集卡，信号采集卡接计算机。

该润滑脂增稠剂沉积膜润湿性检测装置的检测方法，具体如下：

步骤1：通过升降台的升降调节润滑脂刮板的高度，使润滑脂刮板与钢制圆盘之间的距离为0.5mm。

步骤2：将润滑脂放置于钢制圆盘上，手动旋转钢制圆盘，使得润滑脂被润滑脂刮板均匀涂抹在钢制圆盘上。随后升降台上升使润滑脂刮板远离钢制圆盘。

步骤3：通过辊压调节滑台调节圆柱滚子的高度，使圆柱滚子贴紧于钢制圆盘上。随后通过挡板高度调节滑台调节两块挡板的高度，使两块挡板的下表面与钢制圆盘的上表面贴合。

步骤4：舵机旋转带动两块挡板转动，将两块挡板的最小间距调节至圆柱滚子长度的1/3；随后舵机停转。

步骤5：开启主驱动电机，带动钢制圆盘沿两块挡板间距缩小方向旋转；开启副驱动电机，带动圆柱滚子旋转；在运转过程中，润滑脂被圆柱滚子不停地辊压，被挤压至接触区域带以外的润滑脂在经过两块挡板时被两块挡板引导回接触区域带，润滑脂增稠剂被不断挤压撕扯并沉积于钢制圆盘上表面形成增稠剂沉积膜。

步骤6：经过预设时间后，停止主驱动电机和副驱动电机，使用滴管滴落5ul基础油至钢制圆盘上的接触区域带，摄像头将拍摄的基础油液滴在润滑脂增稠剂沉积膜上的润湿图像经信号采集卡传给计算机；其中，光源起到照明作用。

步骤7：依次重复步骤5和步骤6八次以上。

优选地，每次执行步骤6后，执行如下步骤：计算机根据基础油液滴在润滑脂增稠剂沉积膜上的润湿图像分析得到基础油液滴的润湿角。

优选地，还有步骤8，步骤8具体如下：通过辊压调节滑台带动圆柱滚子上升，通过挡板高度调节滑台带动两块挡板上升，通过升降台带动润滑脂刮板上升；然后，使用石油醚擦拭辊子传动轴、圆柱滚子、润滑脂刮板和两块挡板表面残留的润滑脂。

本发明具有的有益效果：

本发明可在钢制圆盘上实现模拟轴承滚子辊压润滑脂的效果，可将被挤压至滚子两侧润滑脂重新导向辊压中心，从而在钢制圆盘表面制备出增稠剂沉积膜；通过直线滑台(辊压调节滑台和挡板高度调节滑台)以及升降台的调节，可实现不同滚滑比工况以模拟实际轴承中滚滑比所引起的钢球与滚道间滑动摩擦对皂纤维结构的撕裂，且本发明还集成了润湿角液体点滴功能和润湿角测量功能，从而能很好地测量不同种类润滑脂和不同挤压程度的润滑脂增稠剂沉积膜对基础油润湿角度的影响，得到被测润滑脂的润滑性能。

附图说明

图1为本发明的整体结构立体图；

图2为本发明中主驱动机构的结构剖视图；

图3为本发明中舵机、主动齿轮、从动齿轮和两块挡板的装配图；

图4为本发明中润湿角测量组件的分布示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图1所示，润滑脂增稠剂沉积膜润湿性检测装置，包括底座1、主驱动机构、润滑脂辊压机构、润滑脂引导机构和润湿角测量组件。润滑脂辊压机构包括副驱动电机支架2、辊压调节滑台3、副驱动电机4、第一联轴器5、轴承座6、辊子传动轴7和圆柱滚子8；副驱动电机支架2固定于辊压调节滑台3的滑动台上；辊压调节滑台3的座体固定于底座1上；辊压调节滑台3竖直设置；副驱动电机4的壳体固定于副驱动电机支架2上，副驱动电机4的输出轴与辊子传动轴7通过第一联轴器5连接；辊子传动轴7通过轴承支承在与轴承座6上，轴承座6与副驱动电机支架2固定；圆柱滚子8的内螺纹与辊子传动轴7的外螺纹连接；圆柱滚子8水平设置。

如图1和图2所示，主驱动机构包括主驱动电机15、橡胶垫圈19、垫片20、传动主轴21、锁紧螺母22、钢制圆盘23、支座24、轴承25和第二联轴器26；主驱动电机15的壳体和支座24均固定在底座1上；传动主轴21通过轴承25支承在支座24上，主驱动电机15的输出轴与传动主轴21通过第二联轴器26连接；传动主轴21竖直设置，并穿过钢制圆盘23的中心孔；传动主轴21的外螺纹与锁紧螺母22连接；钢制圆盘23由锁紧螺母22和传动主轴21的轴肩轴向定位，且锁紧螺母22与钢制圆盘23之间设有橡胶垫圈19和垫片20，传动主轴21的轴肩与钢制圆盘23之间设有橡胶垫圈19；钢制圆盘23位于圆柱滚子8下方。

如图1和图3所示，润滑脂引导机构包括舵机11、支撑板12、挡板高度调节滑台14、润滑脂刮板16、升降台18、主动齿轮27、从动齿轮28和挡板29；挡板高度调节滑台14竖直设置，挡板高度调节滑台14的座体固定于底座1上；L型角片13与挡板高度调节滑台14的滑动台固定，支撑板12与L型角片13固定；舵机11的壳体通过固定铜柱10固定于支撑板12上，舵机11的输出轴穿过支撑板12的过孔与主动齿轮27固定；从动齿轮28与支撑板铰接，并与主动齿轮27啮合；主动齿轮27和从动齿轮28分别与一块挡板29固定；两块挡板29均位于钢制圆盘23上方，且两块挡板29沿钢制圆盘23的周向呈八字形布置；升降台18的底板固定于底座1上，润滑脂刮板16位于钢制圆盘23上方，且通过支撑角片17与升降台18的台面固定。

如图1和图4所示，润湿角测量组件包括滴管9、摄像头30和光源31。摄像头30的信号输出端接信号采集卡，信号采集卡接计算机。

该润滑脂增稠剂沉积膜润湿性检测装置的检测方法，具体如下：

步骤1：通过升降台18的升降调节润滑脂刮板16的高度，使润滑脂刮板16与钢制圆盘23之间的距离为0.5mm。

步骤2：将润滑脂放置于钢制圆盘23上，手动旋转钢制圆盘23，使得润滑脂被润滑脂刮板16均匀涂抹在钢制圆盘23上。随后升降台18上升使润滑脂刮板16远离钢制圆盘23。

步骤3：通过辊压调节滑台3调节圆柱滚子8的高度，使圆柱滚子8贴紧于钢制圆盘23上。随后通过挡板高度调节滑台14调节两块挡板29的高度，使两块挡板29的下表面与钢制圆盘23的上表面贴合。

步骤4：舵机11旋转带动两块挡板29转动，将两块挡板29的最小间距调节至圆柱滚子8长度的1/3(也可根据实际需要调节)；随后舵机11停转。

步骤5：开启主驱动电机15，带动钢制圆盘23沿两块挡板29间距缩小方向旋转；开启副驱动电机4，带动圆柱滚子8旋转；在运转过程中，润滑脂被圆柱滚子8不停地辊压，被挤压至接触区域带以外的润滑脂在经过两块挡板29时被两块挡板29引导回接触区域带，润滑脂增稠剂被不断挤压撕扯并沉积于钢制圆盘23上表面形成增稠剂沉积膜。

步骤6：经过预设时间(本实施例为30分钟)后，停止主驱动电机15和副驱动电机4，使用滴管9滴落5ul基础油至钢制圆盘23上的接触区域带，摄像头30将拍摄的基础油液滴在润滑脂增稠剂沉积膜上的润湿图像经信号采集卡传给计算机；其中，光源31起到照明作用。

步骤7：依次重复步骤5和步骤6八次以上。

作为一个优选实施例，每次执行步骤6后，执行如下步骤：计算机根据基础油液滴在润滑脂增稠剂沉积膜上的润湿图像分析得到基础油液滴的润湿角，从而得到不同种类润滑脂和不同挤压程度的润滑脂增稠剂沉积膜对基础油润湿角度的影响。

作为一个优选实施例，还有步骤8，步骤8具体如下：通过辊压调节滑台3带动圆柱滚子8上升，通过挡板高度调节滑台14带动两块挡板29上升，通过升降台18带动润滑脂刮板16上升；然后，使用石油醚擦拭辊子传动轴7、圆柱滚子8、润滑脂刮板16和两块挡板29表面残留的润滑脂，以便需要评估新润滑脂的增稠剂沉积膜对基础油润湿性的影响时继续使用。

Claims (4)

1.润滑脂增稠剂沉积膜润湿性检测装置，包括底座、主驱动机构、润滑脂辊压机构、润滑脂引导机构和润湿角测量组件，其特征在于：所述的润滑脂辊压机构包括副驱动电机支架、辊压调节滑台、副驱动电机、第一联轴器、轴承座、辊子传动轴和圆柱滚子；所述的副驱动电机支架固定于辊压调节滑台的滑动台上；辊压调节滑台的座体固定于底座上；所述的辊压调节滑台竖直设置；副驱动电机的壳体固定于副驱动电机支架上，副驱动电机的输出轴与辊子传动轴通过第一联轴器连接；所述的辊子传动轴通过轴承支承在与轴承座上，轴承座与副驱动电机支架固定；圆柱滚子的内螺纹与辊子传动轴的外螺纹连接；圆柱滚子水平设置；

所述的主驱动机构包括主驱动电机、橡胶垫圈、垫片、传动主轴、锁紧螺母、钢制圆盘、支座、轴承和第二联轴器；所述主驱动电机的壳体和支座均固定在底座上；所述的传动主轴通过轴承支承在支座上，主驱动电机的输出轴与传动主轴通过第二联轴器连接；所述的传动主轴竖直设置，并穿过钢制圆盘的中心孔；传动主轴的外螺纹与锁紧螺母连接；所述的钢制圆盘由锁紧螺母和传动主轴的轴肩轴向定位，且锁紧螺母与钢制圆盘之间设有橡胶垫圈和垫片，传动主轴的轴肩与钢制圆盘之间设有橡胶垫圈；所述的钢制圆盘位于圆柱滚子下方；

所述的润滑脂引导机构包括舵机、支撑板、挡板高度调节滑台、润滑脂刮板、升降台、主动齿轮、从动齿轮和挡板；所述的挡板高度调节滑台竖直设置，挡板高度调节滑台的座体固定于底座上；L型角片与挡板高度调节滑台的滑动台固定，支撑板与L型角片固定；舵机的壳体通过固定铜柱固定于支撑板上，舵机的输出轴穿过支撑板的过孔与主动齿轮固定；所述的从动齿轮与支撑板铰接，并与主动齿轮啮合；主动齿轮和从动齿轮分别与一块挡板固定；两块挡板均位于钢制圆盘上方，且两块挡板沿钢制圆盘的周向呈八字形布置；升降台的底板固定于底座上，润滑脂刮板位于钢制圆盘上方，且通过支撑角片与升降台的台面固定；

所述的润湿角测量组件包括滴管、摄像头和光源；摄像头的信号输出端接信号采集卡，信号采集卡接计算机。

2.根据权利要求1所述的润滑脂增稠剂沉积膜润湿性检测装置的检测方法，其特征在于：该方法具体如下：

步骤1：通过升降台的升降调节润滑脂刮板的高度，使润滑脂刮板与钢制圆盘之间的距离为0.5mm；

步骤2：将润滑脂放置于钢制圆盘上，手动旋转钢制圆盘，使得润滑脂被润滑脂刮板均匀涂抹在钢制圆盘上；随后升降台上升使润滑脂刮板远离钢制圆盘；

步骤3：通过辊压调节滑台调节圆柱滚子的高度，使圆柱滚子贴紧于钢制圆盘上；随后通过挡板高度调节滑台调节两块挡板的高度，使两块挡板的下表面与钢制圆盘的上表面贴合；

步骤4：舵机旋转带动两块挡板转动，将两块挡板的最小间距调节至圆柱滚子长度的1/3；随后舵机停转；

步骤5：开启主驱动电机，带动钢制圆盘沿两块挡板间距缩小方向旋转；开启副驱动电机，带动圆柱滚子旋转；在运转过程中，润滑脂被圆柱滚子不停地辊压，被挤压至接触区域带以外的润滑脂在经过两块挡板时被两块挡板引导回接触区域带，润滑脂增稠剂被不断挤压撕扯并沉积于钢制圆盘上表面形成增稠剂沉积膜；

步骤6：经过预设时间后，停止主驱动电机和副驱动电机，使用滴管滴落5ul基础油至钢制圆盘上的接触区域带，摄像头将拍摄的基础油液滴在润滑脂增稠剂沉积膜上的润湿图像经信号采集卡传给计算机；其中，光源起到照明作用；

步骤7：依次重复步骤5和步骤6八次以上。

3.根据权利要求2所述的润滑脂增稠剂沉积膜润湿性检测装置的检测方法，其特征在于：每次执行步骤6后，执行如下步骤：计算机根据基础油液滴在润滑脂增稠剂沉积膜上的润湿图像分析得到基础油液滴的润湿角。

4.根据权利要求2或3所述的润滑脂增稠剂沉积膜润湿性检测装置的检测方法，其特征在于：还有步骤8，步骤8具体如下：通过辊压调节滑台带动圆柱滚子上升，通过挡板高度调节滑台带动两块挡板上升，通过升降台带动润滑脂刮板上升；然后，使用石油醚擦拭辊子传动轴、圆柱滚子、润滑脂刮板和两块挡板表面残留的润滑脂。

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