專利名稱：高壓微間隙潤滑試驗(yàn)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種高壓微間隞'^ti^驗(yàn)機(jī)，即一種在0"3 GPa高壓力和108-10Vs ^! 切率 工況斜牛下，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)領(lǐng)糧1-100 nm微間隙中潤滑膜厚度、纖力、 的微機(jī)。
背景技術(shù)：
^fi^、超精密W等領(lǐng)域中，許多關(guān)鍵部件的運(yùn)動(dòng)精度和帝隨精度需要翻亞W甚至 納米難，荊半隨高負(fù)荷點(diǎn)、線撤蟲;對應(yīng)的離副間翻各超lj 1-100 nm納^M，壓力超U 3 GPa， 剪切率超lj 108-10Vs。微間隙中的潤滑材糊亍為及其失辦見律己^^^宏觀潤滑理論；^U切率
會(huì)導(dǎo)致潤滑材料^mi臓；高壓力會(huì)導(dǎo)致潤滑HM。鵬行為都會(huì)引^f副潤滑微，嚴(yán)重
州絵導(dǎo)S^系統(tǒng)鵬。因此，粒高壓微間隙淵m^統(tǒng)，對高壓、！^l 切率、微間隙中潤 滑材料的行為規(guī)律、應(yīng)贓、鄉(xiāng)幾帝鵬制方鵬亍探索，對保障系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性和經(jīng) 濟(jì)鵬離意義的。
;i^t潤滑材料等行為進(jìn)行研究的^^敏魏:潤賺'M測系統(tǒng)，潤滑劑性f^mi係統(tǒng)，
表面潤滑系統(tǒng)。潤^#|4{^測系駄面對!J號為200410018436公開了一種軸向ttS^SS髓鵬
賺性的泖B^g， i!3i艦動(dòng)力實(shí)施加載，用潤滑驄賦平臺(tái)^^^研究不同工況ns流副的潤
,性，實(shí)時(shí)監(jiān)測、采集并對測i,分析、■，實(shí)現(xiàn)潤^^i統(tǒng)中m^f^潤滑膜厚度的反饋
控制。辨U號為89217503公開了一種智能潤滑 裝置，用^F油、稀油潤滑系統(tǒng)的柳章監(jiān)冬股口 控制、機(jī)器的禾ii^^制。專利號為97219302公開了一種潤滑油^1ISS器，適合礦山、冶金、發(fā)電 等大型^^設(shè)備的潤滑 ;專利號為200610019934公開了一種監(jiān)測JBiln^桿l^行狀況的方 法，M3^微鵬測iE^n^桿lOt行狀況，M31繊處理決定題需要維修。潤滑劑性育濫測系統(tǒng) 方面辨U號為200620088031.8公開了一種，I^機(jī)全自動(dòng)控制的,磨損潤滑齊iM^機(jī)，能 實(shí)時(shí)地觀測到潤滑劑摩擦磨損性能試驗(yàn)結(jié)果，并可對多次試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較研究；專利號為 94224975.5公開了一種四^r潤滑齊lM^機(jī)，可以測定潤滑劑的抗磨、減摩、t^性會(huì)挪微幾 鵬切安定性的i^i^機(jī)，與智能化儀表糊，倉誠足潤滑齊眵種性能的評定，專利號為CN03227041.0 公開了一種M千斤頂式潤滑磨損i^^機(jī)，，^E5I力，測量潤滑磨損精確度高，工作穩(wěn)定；表
面潤滑系統(tǒng)方面糊號為96191699公^種具有低潤mifei度的旋轉(zhuǎn)^ffim綱滑失效受
機(jī)構(gòu)，用于萬向節(jié)中，該機(jī)構(gòu)具^^:的儲(chǔ)油量注油方便，且能4頓向節(jié)具撤高的可靠性辦點(diǎn)。 ±^專利 中公開的潤^^機(jī)構(gòu)，雖然都對潤滑劑的,磨損性能以及潤m^tt34行實(shí)時(shí) 監(jiān)測并M時(shí)反饋控制，^!3i表面鵬增強(qiáng)潤滑性能，但舒萬研究的潤滑材茅摘隄一般斜牛下的 潤,14S^磨損性能的監(jiān)測和研究，而在高壓、,切M微間隙OI況斜牛下盼潤滑材料;P^ 能力、流變,性等尚未進(jìn)行研究。

實(shí)用新型內(nèi)容
技術(shù)問題:本實(shí)用新型的目的是根據(jù)己有財(cái)中雜的問題，掛共一種高壓微間隙潤m^機(jī), 以探索在高壓微間隙斜牛下潤滑材料承載能力和流變,性。
技術(shù)方泉本實(shí)用新型的高壓微間險(xiǎn)潤滑^^機(jī)，它由雄臺(tái)和設(shè)在雄臺(tái)上的^^a構(gòu)成， 雄臺(tái)由鵬、3^F和^t平臺(tái)連接而成；i^^fi包^^^Rh的升降工作臺(tái)，升降工作臺(tái) 上設(shè)有油箱，油箱內(nèi)插入有呈T形的主軸，主軸頭部外^h^W陶體，陶瓷套右側(cè)設(shè)有緊靠其圓 周面的陶瓷球，陶瓷球下方設(shè)有感應(yīng)其與陶瓷套間隙的高精度電渦流傳 ，陶瓷球的右側(cè)設(shè)有加 i^B,力Pi^S的前部設(shè)在油箱內(nèi)，后部延伸至油箱外，^i^支架上；粘結(jié)有陶瓷軸的陶辦 上設(shè)有與^E傳liH相連的軟軸，陶瓷軸由精密觀爛心軸承，頓心，鄉(xiāng)巨傳繊與伺服電機(jī) 相連設(shè)在支撐平臺(tái)上；伸出油箱蓋的主軸尾部Mid^由點(diǎn)設(shè)在支撐平臺(tái)上的伺服電豐;U職；雄 平臺(tái)上設(shè)有智能^g^儀和雙向可控硅。
戶艦的主軸上設(shè)有固定陶髓的擋盤;戶服的高精度電渦流傳^l設(shè)在固定于^:錐形雄上 的^^外殼內(nèi)；戶腿的力n^fi由電動(dòng)位移臺(tái)，設(shè)在電動(dòng)位移臺(tái)前部的加繊、^:錐形支座和支 承錐形，的固定座構(gòu)成，^:錐形，的錐面上設(shè)有頂住陶 的陶瓷軸承；所逸的加^8±
設(shè)有壓喊傳麟；臓的油箱內(nèi)設(shè)有熱電 ^計(jì)和加熱片；艦的主鵬部與職由器雜微卜 部設(shè)有杯形殼體艦的主軸尾部與杯形殼體之間設(shè)有滾動(dòng)軸承臓的油箱上設(shè)油箱蓋，^±設(shè) 有插入油箱內(nèi)的注油，油的油管。
有益 媒本實(shí)用新型的高壓微間險(xiǎn)潤滑K^機(jī)，MM^制陶辦與餘主軸上的陶體間最
大^ME力、界面間隙、剪切率，倉嫩if^潤滑材茅站高壓微間隙下的棘能力、流賺性等，可 以為微間隙下潤滑1iM的^MI實(shí)^1^，為高壓微間隞潤滑斜牛下的潤滑,及材料選擇, 解決方案。


附圖是本實(shí)用新型的高壓微間隙湖滑i^^機(jī)結(jié)構(gòu)圖中伺服電機(jī)一1， ffl^g傳M—2，支撐平臺(tái)_3，軟軸一4，油管一5,，陶瓷球一6，錐形 雄一7，固定座一8，壓電式傳繊一9，加 —10，電動(dòng)位移臺(tái)一ll，支架一12，纟M^卜殼一 13，高精度電渦流位斷?？嵰?4，鵬一15，升降工作臺(tái)一16，力口熱片一17，擋盤一18，油箱一 19，螺釘—20，陶體一21，密封蓋一22，主軸一23，熱電條鵬計(jì)一24，殼體一25， f^一26， 智能化MS儀一27，伺服電機(jī)一28，雙向可控硅一29。
具體實(shí)船式
Tffi結(jié)合附圖中的^l例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的描述
附圖所示，高壓微間隙潤^^驗(yàn)tli要由支撐臺(tái)和設(shè)在支撐臺(tái)上的逸^S構(gòu)成，，臺(tái)由底 座15、，平臺(tái)3、支撐平臺(tái)12和其間的支Jfff^接而成，試^a包括固定^1^ 15上的升降 工作臺(tái)16，升降工作臺(tái)16上安方賄油箱19，油箱19內(nèi)插入有呈T形的主軸23，主軸23頭部外 ^J:翻陶瓷套21,陶體21翻SiC陶瓷。主軸23的端面竊由螺釘20固定的擋盤18， SiC 陶M 21右側(cè)設(shè)有緊靠其圓周面的陶瓷球6，陶瓷球6下方設(shè)有感應(yīng)其與陶^ 21間隙的高精度 電渦流傳麟14，高精度電渦流傳麟14設(shè)砂卜殼13內(nèi)，固定雅形雄7上。陶辦6采用 Si凡陶瓷，Si3N4陶辦6的右側(cè)設(shè)有加i^S，力口i^g的前部設(shè)在油箱19內(nèi)，后部延伸至油箱 19夕卜，^^E支架12上，油箱19上設(shè)油箱蓋22，油箱蓋22與油箱19之間ilil平面密封膠密封， 油箱蓋22上設(shè)有插入油箱19內(nèi)的注油娜油的油管5。油箱19的底部設(shè)有加熱片17，油箱的密 封蓋22上設(shè)有熱電偶鵬計(jì)24，雜平臺(tái)3上設(shè)有智能ftim空儀27和雙向可J誕29。加^S 由電動(dòng)位移臺(tái)11，設(shè)在電動(dòng)位移臺(tái)11前部的加纖10、 ^:錐形魏7和5^c錐形魏7的固定 座8構(gòu)成，力,10aiit群丁固定在電動(dòng)位移臺(tái)ll上，^C錐形魏7的錐面上設(shè)有頂住Si3N4 陶，6的陶瓷軸承，力ni^Bi:設(shè)有壓力傳S^9。粘^W陶，的Si3N4陶瓷球6的頂謝^g^ 有與^B傳繊2相連的軟軸4，陶瓷軸由tt^精密)5^爛心^ c，頓心，ffl^g傳繊2與 伺月艮電機(jī)1相連設(shè)在^t平臺(tái)3上；伺月艮電機(jī)28豎立在雄平臺(tái)3上，耳糊器26榭司月艮電機(jī)28 輸出軸與伸出油箱蓋22的主軸23尾部^g來，SiC陶瓷套21為安^Si軸23輸出軸上的SiC 陶^，其外部表ffiT半部^t感應(yīng)介質(zhì)銅，杯形殼體25通3i!^釘固定在支撐平臺(tái)3和油箱蓋 22之間；主軸23尾部與杯形殼體25之間設(shè)有滾動(dòng)軸承。
在實(shí)驗(yàn)中，油箱中的油、M31注(抽)油管5經(jīng)由可正反^tS^A、抽出，升降工作臺(tái)16通 過調(diào)節(jié)高度實(shí)現(xiàn)油箱19的上升下降，超UaX部分油液和清冼油箱的目的；主軸系統(tǒng)的伺服電機(jī) 28il3ira器26將動(dòng)力直銜專避合主軸23， SiC陶瓷套21,軸23作高3iM轉(zhuǎn)，當(dāng)加,統(tǒng)的 電動(dòng)位移臺(tái)ll作;iMS動(dòng)時(shí)，依7^1il加繊10、壓電式傳繊9、 ^:錐形雄7輸出軸，進(jìn)
而對支座錐形魏7上的Si凡陶瓷球6施予勛n力，予勵(lì)叻的施加大小Mffi電式傳繊9測出； 此時(shí)，Si凡陶瓷球6和SiC陶瓷套21浸沒在油箱油液中，Si3N4陶辦6在預(yù)加力作用下與SiC陶 21撤蟲，SiC陶^$ 21的高JII定轉(zhuǎn)所甩開的油液在Si凡陶，6-SiC陶^ 21間形成可承 受高壓和^l 切率的微間微'l滑膜，使Si凡陶，6產(chǎn)生相對位移，，對位移大小ffl3l可在油 液中工作的高精度電渦流位斷專繊14測定，它對SiC陶體21下部的銅介質(zhì)產(chǎn)生電渦流$鵬而 ^ 厚的領(lǐng)糧，陶瓷軸隨陶瓷球6傲微間隙的偏移，并由^M精密順lJ調(diào)心鄉(xiāng)承調(diào)心；ltW卜， 潤滑膜的出現(xiàn)，SiK陶辦6-SiC陶瓷套21間產(chǎn)生滾動(dòng)^i力，滾動(dòng)摩擦力是間gfflit測量Si3N4 陶瓷球6艦實(shí)現(xiàn)的，Si3N4陶瓷球6與SiC陶瓷套21作相向旋 fM動(dòng)，SisN4陶辦6方Mt產(chǎn)生的 ^B131軟軸4 #31」鄉(xiāng)巨傳 2上，得到Si凡陶瓷球6的^B值，進(jìn)M3I論求出Si凡陶t^ 6-SiC陶瓷套21間的滾動(dòng)麟九^g^統(tǒng)則是倉,對鵬進(jìn)行實(shí)日^S制，il31熱電偶離計(jì)24 感應(yīng)a^^化輸出信號腿f^I到智能化SS儀27，對偏離的ffeffi信號艦PID調(diào)節(jié)，離低于 或高于設(shè)定值，雙向可雜29零角撥導(dǎo)通，驅(qū)動(dòng)控制元件加熱片17進(jìn)行反饋W嘗，使實(shí)驗(yàn)在設(shè)定 盼鵬下進(jìn)行。
權(quán)利要求1. 高壓微間隙潤滑試驗(yàn)機(jī)，其特征在于它由支撐臺(tái)和設(shè)在支撐臺(tái)上的試驗(yàn)裝置構(gòu)成，支撐臺(tái)由底座(15)、支撐桿、支撐平臺(tái)(3)和支撐平臺(tái)(12)連接而成；試驗(yàn)裝置包括設(shè)在底座(15)上的升降工作臺(tái)(16)，升降工作臺(tái)(16)上設(shè)有油箱(19)，油箱(19)內(nèi)插入有呈T形的主軸(23)，主軸(23)頭部外徑上裝有陶瓷套(21)，陶瓷套(21)右側(cè)設(shè)有緊靠其圓周面的陶瓷球(6)，陶瓷球(6)下方設(shè)有感應(yīng)其與陶瓷套(21)間隙的高精度電渦流傳感器(14)，陶瓷球(6)的右側(cè)設(shè)有加載裝置，加載裝置的前部設(shè)在油箱(19)內(nèi)，后部延 伸至油箱(19)外，支撐在支架(12)上；固定有陶瓷軸的陶瓷球(6)上設(shè)為與扭矩傳感器(2)相連的軟軸(4)，扭矩傳感器(2)與伺服電機(jī)(1)相連設(shè)在支撐平臺(tái)(3)上；伸出油箱蓋(22)的主軸(23)尾部通過聯(lián)軸器(26)與設(shè)在支撐平臺(tái)(3)上的伺服電機(jī)(28)相聯(lián)；支撐平臺(tái)(3)上設(shè)有智能化溫控儀(27)和雙向可控硅(29)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1戶腿的高壓微間隙溯滑K^機(jī)，欺寺征在于所述的主軸(23)上設(shè)有固定 陶瓷套(21)的擋盤(18)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1戶皿的高壓微間^t潤滑^^機(jī)，，征在于戶皿的高精度電渦流傳 (14)設(shè)在固定于^c錐形支座(7)上的外殼(13)內(nèi)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1戶腿的高壓微間險(xiǎn)潤m^機(jī)，欺寺征在于戶腿的加i^S由電動(dòng)位移臺(tái) (11)，設(shè)在電動(dòng)位移臺(tái)(11)前部的加tM (10)、錐形，(7)和^C錐形，(7)的固^J^ (8)構(gòu)成，錐形，(7)的錐面上設(shè)WM住陶^ (6)的陶瓷軸承。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或4戶服的高壓微間微萄滑微機(jī)，賺征在于戶腿的加^til設(shè)有壓 電式傳驗(yàn)(9)。
6. ^權(quán)利要求1戶，的高壓微間微萄^ 機(jī)，，征在于戶;M的油箱(19)內(nèi)設(shè)有熱電 偶鵬十(24)和加熱片(17)。
7.,權(quán)利要求1戶皿的高壓微間微萄滑^^機(jī)，期寺征在于0M的主軸(23)尾部與 器(26)驗(yàn)脅部設(shè)有杯形殼體(25)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求10M的高壓微間隙溯撒^^機(jī)，期^ffi在于戶皿的主軸(23)尾部與杯形 殼體(25)之間設(shè)有滾動(dòng)軸承。
9. 皿權(quán)利要求l所述的高壓微間職寫m^^機(jī)，其^tiE在于所述的油箱(19)上設(shè)油箱蓋 (22)，油箱蓋(22)上設(shè)有插入油箱(19)內(nèi)的注油^油的油管(5)。
專利摘要一種高壓微間隙潤滑試驗(yàn)機(jī)，包括支撐臺(tái)和升降工作臺(tái)，升降工作臺(tái)上設(shè)有油箱，油箱內(nèi)插入有呈T形的主軸，主軸頭部外徑上裝有陶瓷套，陶瓷套外徑右側(cè)設(shè)有緊靠其圓周面的陶瓷球，陶瓷球下方設(shè)有感應(yīng)其與陶瓷套間隙的高精度電渦流傳感器，陶瓷球的右側(cè)設(shè)有加載裝置，陶瓷球上固定有陶瓷軸，陶瓷軸通過精密雙列調(diào)心球軸承固定，與扭矩傳感器相連的軟軸連接，扣矩傳感器與伺服電機(jī)相連設(shè)在支撐平臺(tái)上；主軸尾部通過聯(lián)軸器與設(shè)在支撐平臺(tái)上的伺服電機(jī)相聯(lián)。通過控制陶瓷球與陶瓷套間最大接觸壓力、界面間隙、剪切率，評價(jià)材料在高壓微間隙下的承載能力、流變特性等，為微間隙下潤滑模型的建立提供實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和潤滑抗磨材料選擇提供解決方案。
文檔編號G01B7/02GK201206974SQ20082003679
公開日2009年3月11日 申請日期2008年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月23日
發(fā)明者張德坤, 王大剛, 葛世榮 申請人:中國礦業(yè)大學(xué)