本發明專利技術提供一種定歪斜、偏斜角度有限長線接觸副潤滑油膜測量裝置，它包括支架，支架上設置驅動裝置及加載裝置，加載裝置上設置圓柱滾子裝夾調節裝置，圓柱滾子裝夾調節裝置上方設置光學采集裝置；所述圓柱滾子裝夾調節裝置包括調傾支座，調傾支座上設置微調螺紋副，微調螺紋副通過緊固螺釘固定偏斜盤，偏斜盤內部設置旋轉盤，旋轉盤上設置可相互替換的滾動裝夾調節機構或滑動裝夾調節機構。能夠簡便的實現有限長線接觸副的精確定位，并開展該條件下滾子副的潤滑油膜測量，以提高此類零件的壽命和可靠性，指導潤滑設計和實踐。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于高應力接觸流體潤滑油膜測量領域，尤其涉及有限長線接觸副存在歪斜和偏斜角度條件下各種工況的潤滑油膜測量。
技術介紹
有限長線接觸彈流問題在工程實際中應用廣泛，如圓柱(錐)滾子軸承的滾動體與滾道之間、嚙合的漸開線齒輪的輪齒之間、盤形凸輪及其滾子從動件之間以及摩擦無級變速器的摩擦滾子之間等。這些零部件的長度是有限的，端部一般都有圓角或倒角以減小應力集中，且必須在潤滑條件下工作。在潤滑理論研究中，為了簡化分析及方便數值計算， 通常將滾子與套圈或嚙合輪齒齒面簡化為由一個滾子與一個無限大平面之間形成的有限長度的線接觸，如圖1所示。一般而言，在數值模擬中相對復雜的計算模型在實驗中卻容易實現，如高副點接觸的潤滑研究，理論計算較為繁瑣，但實驗便于控制和操作，這使得點接觸彈流潤滑的理論和實驗研究得到了完善和同步的發展。然而，有限長線接觸問題，雖然在理論計算上最先得到發展，但由于滾子本身存在制造和安裝誤差，滾子副的接觸區域又極為狹長，致使滾子的整條母線與玻璃盤難以完全均勻接觸，從而使相關的實驗研究滯后于理論預測。現有的關于有限長線接觸的油膜測量儀器結構較為復雜，嚴格來講，幾乎無法精確對接觸副進行定位控制，難以滿足線接觸潤滑問題的系統實驗研究，或者只能對線接觸的局部接觸區域進行觀察，如滾子端部修形對潤滑的影響。而且在工程實際中，滾動軸承、 齒輪等的各種誤差及工作過程的沖擊、動載荷等會使滾子產生歪斜和偏斜，如圖2所示的滾動軸承中滾子與套圈的接觸滾子在平面的偏轉稱為歪斜，而在IS 平面內的偏轉稱為偏斜。因此，有必要開發一種實驗裝置實現滾子平行、偏斜和歪斜的精確定位，并開展該條件下滾子副的潤滑油膜測量，以提高此類零件的壽命和可靠性，指導潤滑設計和實踐。本專利技術無論對于基礎研究還是工程實際都有重要價值。
技術實現思路
針對現有技術存在的不足，本專利技術所要解決的技術問題是，提供一種定歪斜、偏斜角度有限長線接觸副潤滑油膜測量裝置，能夠簡便的實現有限長線接觸副的精確定位，并開展該條件下滾子副的潤滑油膜測量，以提高此類零件的壽命和可靠性，指導潤滑設計和實踐。為解決上述技術問題，本專利技術所采取的技術方案是，一種定歪斜、偏斜角度有限長線接觸副潤滑油膜測量裝置，它包括支架，支架上設置驅動裝置及加載裝置，加載裝置上設置圓柱滾子裝夾調節裝置，圓柱滾子裝夾調節裝置上方設置光學采集裝置；所述圓柱滾子裝夾調節裝置包括調傾支座，調傾支座上設置微調螺紋副，微調螺紋副通過緊固螺釘固定偏斜盤，偏斜盤內部設置旋轉盤，旋轉盤上設置可相互替換的滾動裝夾調節機構或滑動裝夾調節機構。上述的定歪斜、偏斜角度有限長線接觸副潤滑油膜測量裝置，其滾動裝夾調節機構包括設置在旋轉盤上的底座，底座之間設置滾動支撐，滾動支撐上設置滾子。上述的定歪斜、偏斜角度有限長線接觸副潤滑油膜測量裝置，其滑動裝夾調節機構包括設置在旋轉盤上的底座，底座之間設置調整螺母和調整墊片，調整墊片上設置滾子。上述的定歪斜、偏斜角度有限長線接觸副潤滑油膜測量裝置，其驅動裝置包括設置在支架上的電機，電機通過同步帶驅動同步帶輪，同步帶輪驅動二維平移臺及回轉玻璃盤。上述的定歪斜、偏斜角度有限長線接觸副潤滑油膜測量裝置，其加載裝置包括固定在支架上的直線軸承，直線軸承連接滑板和升降臺，滑板前端設置數顯拉力計，升降臺一側設置手輪，升降臺上方設置加載托板。上述的定歪斜、偏斜角度有限長線接觸副潤滑油膜測量裝置，其光學采集裝置包括固定在支架上的光源器，以及設置在圓柱滾子裝夾調節裝置上方的商用CCD和顯微鏡。本專利技術可實現的主要功能(1)可系統地測量滾子與玻璃盤在固定偏斜和歪斜角度條件下的潤滑狀態，捕獲其在不同速度及載荷條件下的油膜干涉圖，并根據干涉圖計算油膜厚度，分析潤滑性能。(2)可實現乏油條件下線接觸副油膜形狀及厚度的測量。(3)可觀察邊緣效應對線接觸潤滑油膜的影響。附圖說明圖1為有限長線接觸副的等效模型示意圖； 圖2為滾子與套圈接觸示意圖3為本專利技術結構示意圖4為實施例的圓柱滾子支撐調節裝置放大結構示意圖； 圖5為實施例的滑動裝夾調節機構放大結構示意圖； 圖6為實施例的歪斜角的調節及計算示意圖； 圖7為實施例的偏斜角的調節及計算示意圖； 圖8為實施例的初步測量結果示意圖。上述附圖中1-支架，2-驅動裝置，3-加載裝置，4-圓柱滾子裝夾調節裝置，5-光學采集裝置；6-調傾支座，7-微調螺紋副，8-緊固螺釘，9-偏斜盤，10-旋轉盤，11-滾動裝夾調節機構，12-滑動裝夾調節機構，13-底座，14-滾動支撐，15-滾子，16-電機，17-同步帶，18-同步帶輪， 19-二維平移臺，20-回轉玻璃盤，21-直線軸承，22-滑板，23-升降臺，24-數顯拉力計， 25-手輪，26-加載托板，27-光源器，28-商用CCD，29-顯微鏡，30-調整螺母，31-調整墊片。具體實施例方式如圖3、4所示，本實施例的定歪斜、偏斜角度有限長線接觸副潤滑油膜測量裝置， 它包括支架1，支架1上設置驅動裝置2及加載裝置3，加載裝置3上設置圓柱滾子裝夾調節裝置4，圓柱滾子裝夾調節裝置4上方設置光學采集裝置5 ；圓柱滾子裝夾調節裝置4包括調傾支座6，調傾支座6上設置微調螺紋副7，微調螺紋副7通過緊固螺釘8固定偏斜盤9，偏斜盤9內部設置旋轉盤10，旋轉盤10上設置可相互替換的滾動裝夾調節機構11或滑動裝夾調節機構12。滾動裝夾調節機構11包括設置在旋轉盤10上的底座13，底座13之間設置滾動支撐14，滾動支撐14上設置滾子15。滑動裝夾調節機構12包括設置在旋轉盤10上的底座13，底座13之間設置調整螺母30和調整墊片31，調整墊片31上設置滾子15。驅動裝置2包括設置在支架1上的電機16，電機16通過同步帶17驅動同步帶輪 18，同步帶輪18驅動二維平移臺19及回轉玻璃盤20。加載裝置3包括固定在支架1上的直線軸承21，直線軸承21連接滑板22和升降臺23，滑板22前端設置數顯拉力計24，升降臺23 —側設置手輪25，升降臺23上方設置加載托板26。光學采集裝置5包括固定在支架1上的光源器27，以及設置在圓柱滾子裝夾調節裝置4上方的商用CXD^和顯微鏡四。圓柱滾子裝夾調節裝置4主要實現以下功能(1)滾子裝夾功能由于本專利技術要實現純滾和純滑運動，所以需要兩套圓柱滾子裝夾裝置4。圖4所示為實施例的圓柱滾子支撐調節裝置結構示意圖，該裝置只需將實驗滾子放在兩個帶有擋邊的滾動支撐14上，在回轉玻璃盤20的驅動下實現純滾運動。圖5滑動裝夾調節機構結構示意圖，該裝置需要將滾子牢固固定不動，以實現回轉玻璃盤20轉動的純滑運動。(2)歪斜角調節功能滾子相對于潤滑油運動方向的歪斜角度可以通過調節旋轉盤10和偏斜盤9的相對位置來實現。如圖6所示，旋轉盤10和偏斜盤9上都刻有0 360° 的刻度線，當兩者的0刻度線重合時，表明歪斜角度為0，如果采用其他歪斜角度α，可調整旋轉盤至相應的角度，然后再用緊固螺釘鎖住。(3)偏斜角調節功能滾子與回轉玻璃盤20平面的接觸偏斜角通過調整六個微調螺紋副7來實現。首先給滾子施加一定的載荷，在沿整個接觸區長度方向選取一系列位置， 量取接觸寬度是否接近，如果差別較大，則表明滾子母線并沒有與回轉玻璃盤20均勻接觸，這時需要調整微調螺紋副7，然后本文檔來自技高網...
【技術保護點】
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：劉曉玲，李書義，栗心明，楊沛然，
申請(專利權)人：青島理工大學，
類型：發明
國別省市：
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