[发明专利]一种点接触区域润滑油膜流场观测仪

说明书

技术领域

本发明涉及一种流场观测仪器，具体涉及一种点接触区域润滑油膜流场观测仪。 

背景技术

球轴承内部钢球与轴承内外圈之间点接触润滑情况一直以来是摩擦学中重要的研究方向,由于球轴承具有运行工况复杂,介入测量困难的特点,所以对其轴承钢球点接触运行工况的模拟及实验成为了研究的重点。目前对于点接触区域润滑状况的实验测试多运用电阻法、电容法以及光栅法等技术手段对其油膜厚度进行实验测量，对于模拟球轴承润滑油膜流动情况，特别是对于角接触球轴承润滑油流动情况的模拟实验研究较少，由于点接触区域尺度介于毫米与微米尺度之间，属于介观尺度（介于宏观和微观之间的尺度）观测试验，相对于宏观及微观尺度研究难度大，因而对润滑油在点接触区域及其附近区域的流动状况尚没有完善的实验观测装置。 

发明内容

本发明的目的是为解决无法对角接触球轴承润滑油在点接触区域及其附近区域的流动状况进行实验观测的问题，而提供一种点接触区域润滑油膜流场观测仪。 

本发明的点接触区域润滑油膜流场观测仪包括试验台框架、底板、精密微调平台、相机架、高速相机、工作平台、伺服电机、圆盘电机箱、套杯、加载步进电机、圆盘轴、玻璃圆盘、丝杠、加载杆、关节轴承、电机箱上板、主轴电机、主轴电机箱、支撑板、调节板、主轴、轴承钢球、主轴位置调节装置和两个轴承座，试验台框架为两个横框和两个竖框构成的四框体，工作平台设置在试验台框架的上横框上，圆盘电机箱设置在工作平台的下端面上，伺服电机安装在圆盘电机箱中，圆盘轴的上端与伺服电机的输出轴连接，圆盘轴的上端与玻璃圆盘连接，套杯套装在圆盘轴上且固装在工作平台的上端面上，轴承钢球通过主轴与主轴电机连接，轴承钢球的球面与玻璃圆盘的上端面相接触，主轴电机安装在主轴电机箱内，主轴电机箱两端的伸出轴分别支撑在相应的轴承座中，轴承座固装在主轴位置调节装置上，主轴位置调节装置设置在工作平台上，主轴电机与电机箱上板固定连接，电机箱上板的一端与关节轴承铰接，电机箱上板的另一端与支撑板固定连接，支撑板与调节板滑动连接，调节板与加载杆的中部连接，加载杆的一端与关节轴承连接，加载杆的另一端与丝杠的上端连接，丝杠的下端与加载步进电机的输出端连接，加载步进电机安装在 工作平台上，高速相机设置在玻璃圆盘的下面，且高速相机上的放大镜头与轴承钢球正对设置，高速相机固装在相机架上，相机架设置在精密微调平台上，精密微调平台设置在底板上，底板设置在试验台框架的下横框上。 

本发明具有以下有益效果： 

一、本发明可以通过不同的接触角度模拟角接触球轴承润滑状况，通过加载载荷、调节各电机转速及不同润滑油以实现对多种轴承运行工况的模拟分析，并通过高速相机对其流场进行观测拍摄，为后期分析提供可靠数据。本发明使得角接触球轴承润滑油在点接触区域及其附近区域的流动状况的实验观测得以实现。 

二、本发明在玻璃圆盘下端安装伺服电机，实现对玻璃圆盘转动的精确控制，在圆盘上放置实验用润滑油并在四周安装防护挡板以实现轴承钢球的油浴，在圆盘上方放置轴承钢球并将轴承钢球通过主轴连接至主轴伺服电机以实现对钢球转动的精确控制，因主轴电机被架起而实现轴承钢球与圆盘的角接触，在电机箱下部安装主轴位置调节装置以实现电机箱的垂直方向以及左右方向的位移，从而实现接触轴承钢球与圆盘接触角度的精确变化。本发明运用杠杆原理，通过加载步进电机及丝杠对轴承钢球进行精确加载。在轴承钢球与玻璃圆盘接触点下方放置放大、高速相机以及照明设备以实现对接触点流场的观测。 

附图说明

图1是本发明的整体结构主视图，图2是图1的左视图，图3是主轴位置调节装置28的结构主视图，图4是图3的左视图。 

具体实施方式