[发明专利]一种测量凹槽滑块流动润滑减阻特性的装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种测量流体流动润滑阻力的装置，特别是涉及流体力学利用实验装置测量阻力方法的技术领域。

背景技术

随着现代工业和科技发展，应用于航空航天、船舶、汽车制造、电力等行业中的流体动力系统运行工况发生了很大变化。机械设备不断地大型化和高速化以及对其运转高精度、高效率要求导致了机械中摩擦部位所面临润滑条件越发残酷。一些利用经典动力润滑理论经过良好流体动力润滑设计后的机器零件仍然无法满足既定润滑效果和性能，甚至发生润滑失效现象。这使人们开始对经典的流体动力润滑理论在严苛工况下是否能够成功的预测润滑失效提出了质疑。因此，如何高效地达到润滑要求，避免润滑失效现象成为了亟需解决的问题。

使自制的凹槽滑块在表面浸有润滑油的斜面上下滑，更换斜面材料、改变凹槽尺寸、油膜厚度和油的粘度，分别用测速仪器观测其速度和加速度的变化，来找到如何能够使流动润滑阻力降到最低的方案，从而设计最优的凹槽尺寸，选择最适的斜面材料、油膜厚度和油的粘度，指导工程应用。

发明内容

本发明的目的在于提供了一个能够自由调节角度、可更换不同材料的斜面，当表面带凹槽的滑块沿斜面下滑时，通过改变凹槽尺寸、油膜厚度、油的粘度等条件分别得到凹槽滑块的阻力大小，由于流体在流经凹槽时，在凹槽内部会形成涡，进而产生和阻力相反的力，达到减阻效果。但由于凹槽尺寸、油膜厚度、油的粘度及斜面材料的不同等因素都会对阻力造成影响，因此，本发明给出一种测量凹槽滑块流动润滑减阻特性的装置，可分别测量不同条件下的阻力大小，从而设计最优的凹槽尺寸，选择最适的斜面材料、油膜厚度和油的粘度，使得流动润滑阻力降到最低。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为一种测量凹槽滑块流动润滑减阻特性的装置，该装置包括斜面、光电门Ⅰ、光电门Ⅱ、测试仪器、挡光片、试块、带凹槽的滑块、酒精灯、放置酒精灯的台子、螺栓、螺纹孔、凹槽。

所述斜面、挡光片、试块、带凹槽的滑块为该测试装置的主体结构；光电门Ⅰ、光电门Ⅱ、测试仪器为该测试装置的检测机构；酒精灯、放置酒精灯的台子为该测试装置的辅助调节机构；螺栓、螺纹孔、凹槽为该测试装置的紧固锁紧机构；具体而言，试块顶部安装有挡光片，试块底部设有螺纹孔，试块与带凹槽的滑块通过螺栓、螺纹孔连接在一起；所述斜面的表面涂有润滑油，带凹槽的滑块通过润滑油与斜面相接触，且带凹槽的滑块带动试块沿斜面的润滑油膜自由滑动；所述带凹槽的滑块与润滑油膜接触处为凹槽，凹槽沿斜面下滑时，由于润滑油在流经凹槽时，在凹槽内部会形成涡，进而产生和阻力相反的力，达到减阻效果；所述光电门Ⅰ、光电门Ⅱ、测试仪器组成的检测机构中，光电门Ⅰ、光电门Ⅱ置于斜面中间位置，光电门Ⅰ、光电门Ⅱ分别与测试仪器相连；该测试装置的主体结构在沿斜面运动时，试块上的挡光片在经过光电门Ⅰ、光电门Ⅱ时，由测试仪器可测量出试块的速度和加速度。酒精灯置于放置酒精灯的台子上，酒精灯可对斜面上的润滑油膜加热，使油膜粘度发生变化，就可以测得凹槽滑块在不同流体粘度下的阻力大小。

所述斜面与地面的角度可自由调节，且斜面周围由有机玻璃围成，组成了一个密闭结构，以免放入润滑油后流出；放置酒精灯的台子的高度也可以自由调节。

所述光电门Ⅰ、光电门Ⅱ上分别有可调旋钮，可以在斜面上移动并固定在任意位置；带凹槽的滑块可以通过螺栓任意更换成其他不同尺寸的凹槽滑块或不带凹槽的滑块与试块连接。

所述测试仪器会显示试块在分别经过两个挡光片的速度和加速度，再由此时的斜面倾斜角度，即可算出此状态下摩擦阻力。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果。

1、本发明新颖之处在于设计了一种测量微结构中流体流动润滑阻力的新装置。表面带凹槽的滑块尺寸可以自行设计，并且能够自由的从试块上拆卸，具有实施简便的优点。

2、本发明方法能够自由调节角度，自由更换斜面材料，可以计算油膜厚度、粘度、凹槽尺寸等多方面因素对阻力的影响，具有高效、研究多样的特点。

3、本发明进行计算时采用多次测量求平均值的方法，保证了实验的精度。

附图说明

图1是本发明一种测量凹槽滑块流动润滑减阻特性的装置主视图。

图2是本发明一种测量凹槽滑块流动润滑减阻特性的装置俯视图。

图3是本发明表面带凹槽的滑块的主视图。

图4是本发明表面带凹槽的滑块的俯视图。