CN217542639U - 一种油量动态可控的乏油摩擦磨损试验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及乏油摩擦磨损技术领域，具体涉及一种油量动态可控的乏油摩擦磨损试验装置。油量动态可控的乏油摩擦磨损试验装置包括基座，基座上设有盘试样驱动机构和销试样加载机构，盘试样驱动机构的转动轴上设有盘试样，销试样加载机构的加载轴上设有销试样，基座上还设有缸体和活塞驱动机构，缸体内密封滑动装配有活塞，活塞的内端和缸体之间围成油腔，油腔通过供油管路连接有渗透触头；活塞的外端通过压力传感器连接有导向柱，导向柱上套设有压簧和传动板；传动板固定在活塞驱动机构的输出部上，活塞驱动机构用于驱动活塞将油腔内的润滑油挤出至渗透触头，压力传感器用于监测活塞的挤出压力并将压力信号传递至活塞驱动机构。

Description

一种油量动态可控的乏油摩擦磨损试验装置

技术领域

本实用新型涉及乏油摩擦磨损技术领域，具体涉及一种油量动态可控的乏油摩擦磨损试验装置。

背景技术

滑动摩擦副在机械传动系统和材料摩擦磨损试验机中被广泛采用，对摩擦副双方摩擦件的摩擦量和摩擦系数的检测是对摩擦副寿命及其摩擦学特性进行评估的基本技术手段，也是直接评价材料摩擦磨损性能的主要方法。

授权公告号为CN211292426U的中国专利文献公开了一种滑动摩擦副摩擦磨损实时在线检测装置，包括基座，基座上转动装配有摩擦盘试样，基座上设有销试样加载机构，销试样加载机构处于摩擦盘试样径向一侧或轴向一侧，销试样加载机构上设有摩擦销试样，摩擦销试样与摩擦盘试样构成滑动摩擦副。其中，摩擦销试样的端面与摩擦盘试样的外周面或端面滑动摩擦。

从充分润滑到干摩擦之间的乏油润滑状态是轴承和齿轮服役时的一种重要工况，对轴承齿轮的工作特性和服役寿命起着决定性的作用。因此，对金属材料在乏油条件下的摩擦磨损研究尤为重要。

现有的乏油摩擦磨损试验中，一般在试样摩擦面上一次性手工涂覆润滑油膜来实现乏油润滑条件。这种方式简单、粗略，无法对乏油润滑条件进行定量评价，尤其对摩擦磨损试样过程中试样摩擦表面的润滑状态无法进行准确控制和量化评价，导致不同实验结果之间的可比性较差。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种油量动态可控的乏油摩擦磨损试验装置，以解决现有技术中的乏油摩擦磨损试验无法对乏油润滑条件进行定量评价的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型油量动态可控的乏油摩擦磨损试验装置的技术方案是：

油量动态可控的乏油摩擦磨损试验装置，包括基座，基座上设有盘试样驱动机构和销试样加载机构，盘试样驱动机构的转动轴上设有盘试样，销试样加载机构的加载轴上设有销试样，销试样与盘试样构成滑动摩擦副，基座上还设有缸体和活塞驱动机构，缸体内密封滑动装配有活塞，活塞的内端和缸体之间围成油腔，油腔通过供油管路连接有渗透触头，渗透触头贴近盘试样的外周面或端面设置；活塞的外端通过压力传感器连接有导向柱，导向柱上套设有压簧和传动板，压簧处于压力传感器和传动板之间；传动板固定在活塞驱动机构的输出部上，活塞驱动机构的输出部用于带动传动板压缩压簧以驱动活塞将油腔内的润滑油挤出至渗透触头，压力传感器用于监测活塞的挤出压力并将压力信号传递至活塞驱动机构。

有益效果是：工作时，活塞驱动机构带动传动板压缩压簧，以驱动活塞将油腔内的润滑油挤出至渗透触头，并经渗透触头渗出到盘试样的外周面或端面上。同时，压力传感器监测活塞的挤出压力并将压力信号传递至活塞驱动机构，就可以稳定控制润滑油从渗透触头渗出的速率，进而得出渗透速率的量值，能够实现乏油摩擦磨损试验过程中润滑状态的实时控制和定量评价，为金属材料乏油摩擦磨损研究提供了有力的试验技术手段。

作为进一步地改进，所述缸体和活塞的轴线均沿竖直方向延伸。

有益效果是：这样设计，能够降低整个装置在水平方向上空间的占用。

作为进一步地改进，所述基座上还设有储油筒，储油筒通过储油管路与油腔连通，储油管路上设有储油阀，供油管路上连接有供油阀。

有益效果是：这样设计，在油腔内的润滑液用完后，能够快速地从储油筒进行补充，提高工作效率。

作为进一步地改进，所述导向柱远离压力传感器的一端设有提升端盖，传动板用于与提升端盖顶推配合，以将储油筒中的润滑油吸入油腔中。

有益效果是：这样设计，无需设置额外的油泵，即可将储油筒中的润滑油送入油腔中，简化了油路，降低了成本。

作为进一步地改进，所述供油阀和储油阀均为电磁阀。

有益效果是：这样设计，可以实现缸体的自动供油和储油。

作为进一步地改进，所述活塞驱动机构包括驱动电机和丝杠螺母机构，丝杠螺母机构包括与驱动电机传动连接的丝杠和螺纹连接在丝杠上的滑块，滑块导向滑动装配在基座上，传动板固定在滑块上，滑块构成所述活塞驱动机构的驱动部。

有益效果是：通过驱动电机和丝杠螺母机构驱动活塞移动，能够精确保证活塞的位移量。

作为进一步地改进，所述盘试样驱动机构上设有触头固定架，渗透触头固定在触头固定架上。

有益效果是：由于渗透触头贴紧盘试样设置，而盘试样设置在盘试样驱动机构的转动轴上，将触头固定架设置在盘试样驱动机构上，可以将触头固定架做的相对较小，简化了触头固定架的结构，降低了成本。

作为进一步地改进，所述渗透触头包括圆柱主体和设置在圆柱主体外周面上的旋拧部，圆柱主体的一端设有渗透网，圆柱主体的另一端设有内螺纹，渗透触头与供油管路螺纹连接。

有益效果是：这样设计，便于渗透触头的拆装。

作为进一步地改进，所述导向柱靠近压力传感器的一端设有压簧座，压簧的一端顶压在压簧座上，压簧的另一端顶压在传动板上。

有益效果是：这样设计，使得压簧受到的压力能够通过压簧座均匀稳定地传递给压力传感器。

作为进一步地改进，所述基座包括底板和固定在底板上的立架，盘试样驱动机构和销试样加载机构均设置在底板上，缸体和活塞驱动机构均设置在立架上。

有益效果是：这样设计，有利于缸体和各机构在基座上的布置。

附图说明

图1为本实用新型油量动态可控的乏油摩擦磨损试验装置的实施例1的结构示意图；

图2为图1的后视图；

图3为图1中渗透触头的结构示意图；

图4为图3的另一视角的结构示意图；

图5为本实用新型油量动态可控的乏油摩擦磨损试验装置的实施例2的结构示意图。

图中：1、底板；2、盘试样驱动机构；3、销试样加载机构；4、盘试样；5、转动轴；6、垫片螺母；7、销试样；8、加载轴；9、渗透触头；10、触头固定架；11、触头进油接头；12、第一油管；13、供油阀出油接头；14、供油阀；15、缸体进油接头；16、缸体；17、活塞；18、压力传感器；19、压簧座；20、压簧；21、传动板；22、提升端盖；23、联轴器；24、驱动电机；25、储油筒；26、储油阀；27、储油阀出油接头；28、第二油管；29、立架；30、储油筒出油接头；31、第三油管；32、储油阀进油接头；33、缸体出油接头；34、第四油管；35、供油阀进油接头；36、丝杠；37、滑块；38、圆柱主体；39、旋拧部；40、渗透网；41、内螺纹。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明了，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型，即所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，可能出现的术语如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何实际的关系或者顺序。而且，术语如“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”等限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。此外，术语“前”、“后”、“上”、“下”、“左”、“右”是基于附图所示的方位和位置关系，仅是为了便于描述本实用新型，而不是指示所指的装置或部件必须具有特定的方位，因此不能理解为对本实用新型的限制。

以下结合实施例对本实用新型的特征和性能作进一步地详细描述。

本实用新型油量动态可控的乏油摩擦磨损试验装置的实施例1：

如图1所示，油量动态可控的乏油摩擦磨损试验装置包括底板1和立架29，底板1上设有盘试样驱动机构2和销试样加载机构3，立架29上设有缸体16和活塞驱动机构。其中，底板1和立架29共同构成基座。

本实施例中，盘试样驱动机构2具有转动轴5，转动轴5上同轴安装有盘试样4，盘试样4通过垫片螺母6压紧，盘试样4随转动轴5一起绕水平轴线做回转运动。销试样加载机构3具有加载轴8，加载轴8上设有盲孔，销试样7同轴安装在盲孔内并固定，销试样7的端面突出加载轴8的悬伸端面一段距离，加载轴8用于向销试样7施加轴向的加载力。应当说明的是，盘试样驱动机构2和销试样加载机构3均为现有成熟产品，在此不再具体说明。

本实施例中，转动轴5的中心轴线与加载轴8的中心轴线处于同一水平面上，销试样7的端面与盘试样4的外周面构成销环式滑动摩擦副。

本实施例中，缸体16内密封滑动装配有活塞17，活塞17的内端和缸体16之间围成油腔。其中，缸体16和活塞17的轴线均沿竖直方向延伸。

本实施例中，油腔通过供油管路连接有渗透触头9，渗透触头9贴近盘试样4的外周面设置；盘试样驱动机构2上设有触头固定架10，渗透触头9固定在触头固定架10上。触头固定架10处于盘试样4的正上方，以使渗透触头9与销试样7偏离一定的角度。

如图1和图2所示，供油管路包括第一油管12和第四油管34，第一油管12和第四油管34之间设有供油阀14。第一油管12的一端通过触头进油接头11与渗透触头9连接，第一油管12的另一端通过供油阀出油接头13与供油阀14连接；第四油管34的一端通过缸体出油接头33与缸体16连接，第四油管34的另一端通过供油阀进油接头35与供油阀14连接。其中，供油阀14为电磁阀，且固定在立架29上。

如图3和图4所示，渗透触头9包括圆柱主体38和设置在圆柱主体38外周面上的旋拧部39，圆柱主体38的一端设有渗透网40，渗透网40镶嵌在圆柱主体38内；圆柱主体38的另一端内设有内螺纹41，触头进油接头11插入触头固定架10上开设的通孔，以与渗透触头9螺纹连接并固定。其中，旋拧部39为六方结构，以便于利用工具旋拧渗透触头9。

本实施例中，立架29上还设有储油筒25，储油筒25通过储油管路与缸体16的油腔连通，储油管路包括第二油管28和第三油管31，第二油管28和第三油管31之间设有储油阀26。第二油管28的一端通过缸体进油接头15与缸体16连接，第二油管28的另一端通过储油阀出油接头27与储油阀26连接；第三油管31的一端通过储油筒出油接头30与储油筒25连接，第三油管31的另一端通过储油阀进油接头32与储油阀26连接。其中，储油阀26为电磁阀，且固定在立架29上。

如图1所示，活塞17的外端通过压力传感器18连接有导向柱，导向柱上套设有压簧20和传动板21，压簧20处于压力传感器18和传动板21之间。导向柱靠近压力传感器18的一端设有压簧座19，压簧20的一端顶压在压簧座19上，压簧20的另一端顶压在传动板21上；导向柱远离压力传感器18的一端设有提升端盖22，传动板21用于与提升端盖22顶推配合，以将储油筒25中的润滑油吸入缸体16的油腔中。

本实施例中，活塞驱动机构包括驱动电机24和丝杠螺母机构，优选地，丝杠螺母机构为滚珠丝杠螺母机构。丝杠螺母机构包括沿竖直方向延伸的丝杠36和螺纹连接在丝杠36上的滑块37，滑块37沿竖直方向导向滑动装配在立架29上，传动板21固定在滑块37上，滑块37构成活塞驱动机构的驱动部。其中，丝杠36通过联轴器23与驱动电机24的输出轴传动连接。在其他实施例中，活塞驱动机构可以为液压缸，此时需要在液压缸内设置磁致伸缩位移传感器，以检测伸缩杆的伸出距离。

工作时，驱动电机24正转，通过丝杠螺母机构带动传动板21向下运动，使压簧20受到压缩，并通过压簧座19和压力传感器18将压力传递给活塞17，此时打开供油阀14、关闭储油阀26，活塞17以一定压力将缸体16中的润滑油挤入渗透触头9，并从渗透触头9的渗透网40渗出到盘试样4的外周面上。

通过压力传感器18的压力信号控制驱动电机24的转速，就可以稳定控制润滑油从渗透触头9渗出的速率；通过驱动电机24的转速和丝杠螺母机构的传动比，就可以计算出活塞17的下移速度，进而得出渗透速率的量值，实现对乏油润滑工况的定量评价。

驱动电机24反转时，带动传动板21向上运动，传动板21与提升端盖22顶推配合以通过导向柱、压力传感器18将拉力传递给活塞17，此时关闭供油阀14、打开储油阀26，活塞17所产生的吸力将储油筒25内的润滑油吸入缸体16内备用。

本实用新型提供的油量动态可控的乏油摩擦磨损试验装置，能够实现乏油摩擦磨损试验过程中润滑状态的实时控制和定量评价，为金属材料乏油摩擦磨损研究提供了更加有力的试验技术手段。

应当说明的是：按照多孔体渗透的达西定律，渗透速率为：

式中，v—单位时间渗出油的体积；S—渗油多孔体的总截面积；ΔP—渗油多孔体两端的压力差；η—油的动力粘度；H—渗油多孔体的厚度(进油截面到出油截面的距离)；ψ—多孔体对于油的粘性渗透系数(由通透孔隙率、孔隙形状、表面特性等诸多因素决定)。

上述公式中，在润滑油和渗透触头确定的情况下，渗透速率仅与ΔP有关，而压力传感器的作用就是监测ΔP，使其保持稳定。避免在系统漏油的情况下，活塞运动速度不能够反映渗透速率。

本实用新型油量动态可控的乏油摩擦磨损试验装置的实施例2：

本实施例与实施例1的区别在于，实施例1中，销试样7的端面与盘试样4的外周面接触，构成了销环式滑动摩擦副。本实施例中，如图5所示，销试样7的端面与盘试样4的端面接触，构成了销盘式滑动摩擦副；为此，盘试样驱动机构2、销试样加载机构3、立架29在底板1上的固定位置、以及第一油管12和触头固定架10的形状和尺寸，均需要做相应调整。

本实用新型油量动态可控的乏油摩擦磨损试验装置的实施例3：

本实施例与实施例1的区别在于，实施例1中，缸体和活塞的轴线均沿竖直方向延伸，供油管路上连接有供油阀。本实施例中，在供油管路上设置供油阀的基础上，缸体和活塞的轴线均沿水平方向延伸。在其他实施例中，供油管路上可以不设置供油阀。

本实用新型油量动态可控的乏油摩擦磨损试验装置的实施例4：

本实施例与实施例1的区别在于，实施例1中，供油阀和储油阀均为电磁阀。本实施例中，供油阀和储油阀均为手动开关阀。

本实用新型油量动态可控的乏油摩擦磨损试验装置的实施例5：

本实施例与实施例1的区别在于，实施例1中，盘试样驱动机构上设有触头固定架，渗透触头固定在触头固定架上。本实施例中，在底板上设有L型的触头固定架，触头固定架包括竖直段和水平段，竖直段的下端固定在底板上，水平段连接在竖直段的上端并处于盘试样的上方，渗透触头固定在水平段上。

本实用新型油量动态可控的乏油摩擦磨损试验装置的实施例6：

本实施例与实施例1的区别在于，实施例1中，导向柱远离压力传感器的一端设有提升端盖，传动板用于与提升端盖顶推配合，以将储油筒中的润滑油吸入油腔中。本实施例中，导向柱上不设置提升端盖，而是在第二油管上设置油泵，以将储油筒内的润滑油泵入缸体内。

本实用新型油量动态可控的乏油摩擦磨损试验装置的实施例7：

本实施例与实施例1的区别在于，实施例1中，导向柱靠近压力传感器的一端设有压簧座，压簧的一端顶压在压簧座上，压簧的另一端顶压在传动板上。本实施例中，导向柱上不设置压簧座，压簧的一端顶压在压力传感器上，压簧的另一端顶压在传动板上。

以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，本实用新型的专利保护范围以权利要求书为准，凡是运用本实用新型的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.油量动态可控的乏油摩擦磨损试验装置，包括基座，基座上设有盘试样驱动机构(2)和销试样加载机构(3)，盘试样驱动机构(2)的转动轴(5)上设有盘试样(4)，销试样加载机构(3)的加载轴(8)上设有销试样(7)，销试样(7)与盘试样(4)构成滑动摩擦副，其特征在于，基座上还设有缸体(16)和活塞驱动机构，缸体(16)内密封滑动装配有活塞(17)，活塞(17)的内端和缸体(16)之间围成油腔，油腔通过供油管路连接有渗透触头(9)，渗透触头(9)贴近盘试样(4)的外周面或端面设置；活塞(17)的外端通过压力传感器(18)连接有导向柱，导向柱上套设有压簧(20)和传动板(21)，压簧(20)处于压力传感器(18)和传动板(21)之间；传动板(21)固定在活塞驱动机构的输出部上，活塞驱动机构的输出部用于带动传动板(21)压缩压簧(20)以驱动活塞(17)将油腔内的润滑油挤出至渗透触头(9)，压力传感器(18)用于监测活塞(17)的挤出压力并将压力信号传递至活塞驱动机构。

2.根据权利要求1所述的油量动态可控的乏油摩擦磨损试验装置，其特征在于，所述缸体(16)和活塞(17)的轴线均沿竖直方向延伸。

3.根据权利要求1或2所述的油量动态可控的乏油摩擦磨损试验装置，其特征在于，所述基座上还设有储油筒(25)，储油筒(25)通过储油管路与油腔连通，储油管路上设有储油阀(26)，供油管路上设有供油阀(14)。

4.根据权利要求3所述的油量动态可控的乏油摩擦磨损试验装置，其特征在于，所述导向柱远离压力传感器(18)的一端设有提升端盖(22)，传动板(21)用于与提升端盖(22)顶推配合，以将储油筒(25)中的润滑油吸入油腔中。

5.根据权利要求3所述的油量动态可控的乏油摩擦磨损试验装置，其特征在于，所述供油阀(14)和储油阀(26)均为电磁阀。

6.根据权利要求1或2所述的油量动态可控的乏油摩擦磨损试验装置，其特征在于，所述活塞驱动机构包括驱动电机(24)和丝杠螺母机构，丝杠螺母机构包括与驱动电机(24)传动连接的丝杠(36)和螺纹连接在丝杠(36)上的滑块(37)，滑块(37)导向滑动装配在基座上，传动板(21)固定在滑块(37)上，滑块(37)构成所述活塞驱动机构的驱动部。

7.根据权利要求1或2所述的油量动态可控的乏油摩擦磨损试验装置，其特征在于，所述盘试样驱动机构(2)上设有触头固定架(10)，渗透触头(9)固定在触头固定架(10)上。

8.根据权利要求1或2所述的油量动态可控的乏油摩擦磨损试验装置，其特征在于，所述渗透触头(9)包括圆柱主体(38)和设置在圆柱主体(38)外周面上的旋拧部(39)，圆柱主体(38)的一端设有渗透网(40)，圆柱主体(38)的另一端设有内螺纹(41)，渗透触头(9)与供油管路螺纹连接。

9.根据权利要求1或2所述的油量动态可控的乏油摩擦磨损试验装置，其特征在于，所述导向柱靠近压力传感器(18)的一端设有压簧座(19)，压簧(20)的一端顶压在压簧座(19)上，压簧(20)的另一端顶压在传动板(21)上。

10.根据权利要求1或2所述的油量动态可控的乏油摩擦磨损试验装置，其特征在于，所述基座包括底板(1)和固定在底板(1)上的立架(29)，盘试样驱动机构(2)和销试样加载机构(3)均设置在底板(1)上，缸体(16)和活塞驱动机构均设置在立架(29)上。

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