[实用新型]织构化轴承间空化压力的测量装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种润滑油实验测量装置，具体是指一种在织构化轴承间保持平行或者临近平行的条件下，对轴承间润滑油膜形成的气穴压力的测量装置，属于低副接触流体润滑油膜的实验测量领域。

背景技术

研究结果表明，表面纹理(织构)能够有效改善润滑。这是因为众多的表面纹理充当了无数个动压轴承从而提高了承载力。然而，在每个表面纹理单元的楔形区域内，油膜压力有可能降低至大气压或者饱和蒸汽压，这样就很容易导致气穴(空化)的发生。空化是指液体内局部压力降低时，液体内部或液固交界面上蒸气或气体的空穴(空泡)的形成、发展和溃灭的过程。

Qiu等人利用LRI-1a型的摩擦磨损试验机在微观尺度下对具有多个表面圆形和椭圆形凹坑的面-面接触条件下的气穴进行了试验研究；结果发现空化压力与卷吸速度有关，且给出了通过试验中气穴的大小来判别气穴类型的方法。但他们对气穴的研究只能是进行定性的判断。现在虽然人们已经认识到空化在表面织构润滑中起至关重要的作用，但对表面织构中的空化现象及其规律的研究还很欠缺，在表面织构的润滑分析中，有的学者为了简化计算直接忽略负压的存在，有的学者只是根据经验给定一个假定的值或者数量级。因此，通过实验研究获得表面织构中空化现象的规律及空化压力的数值是非常有必要的，对进一步探求表面纹理润的作用机理和规律，进而为织构的优化设计提供必要的理论指导都具有重要的现实意义。

中国专利CN 101458068 A公开了一种微型滑块轴承润滑油膜测量仪，包括一机架，一微型滑块，一透明圆盘，一微型滑块固定调整单元，滑块用一组调节装置来调节和固定微型滑块倾角；一透明圆盘回转单元，一加载单端，一显微干涉测量单元。本发明调节上述倾角效率高，精度高，倾斜面两侧高度差调节精度为0.2微米。使用本实用新型在静态条件下可得到设定的微滑块工作平面与透明光学圆盘之间的倾角。倾角的调节包括大小和方向。

中国专利CN 203502328 U公开了一种《基于光学反馈的润滑油薄膜承载力测量装置》，包括机架，机架上设置平面圆盘回转单元和显微干涉测量单元，机架上还设置微滑块调整及油膜承载力测量单元，微滑块调整及油膜承载力测量单元设置在平面圆盘回转单元的上方，且与平面圆盘回转单元相配合，微滑块调整及油膜承载力测量单元的压板上安装传感器，传感器连接微滑块；利用多光束干涉法对膜厚进行精确测量，利用拉压传感器对油膜的承载力进行直接测量，有效解决涂层界面磨损与保持两接触面的平行问题，而且对承载区间油膜承载力的直接测量，更好地研究表面改性对摩擦性能的影响，具有更高的工程价值。

综上所述，中国专利CN 101458068 A公开的一种微型滑块轴承润滑油膜测量仪，对倾角的调节是通过8个中心对称的调节螺栓的压紧来对滑块进行不同方位的调节；但调节装置固定在压板上，圆盘开始转动后，压板会有上下浮动，造成倾角的变化。

中国专利CN 203502328 U公开的一种基于光学反馈的润滑油薄膜承载力测量装置，通过升降位移台和锁紧机构固定压板解决了上述问题，但圆盘转动引起的倾角变化却未解决。空化产生的一个必要条件就是接触面平行或者几乎平行，在实际操作实验中，上述两种装置在调节非平行的倾角时效果很好，但进行平行调节时，却因为压板的浮动和圆盘转动不能保持平稳持续的平行，从而引起负倾角而造成划盘，且不平稳持续的平行会使空化时有时无，无法对空化压力进行采值评估。

实用新型内容

本实用新型的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种织构化轴承间空化压力的测量装置，利用该装置能够对空化现象进行直接观察，对接触区内空化压力进行直接测量，从而获得表面织构中空化现象的规律及空化压力的数值，进一步研究表面纹理润滑条件下气穴对润滑机理的影响。

为实现上述目的，本实用新型采用下述技术方案：

一种织构化轴承间空化压力的测量装置，包括机架，机架上的试验台上设置有圆盘回装单元，圆盘回装单元上部设置有与其相对应的织构空化压力测量单元，圆盘回装单元下方设置有与其相对应的显微观测单元，织构空化压力测量单元与安装于机架上的加载单元相连；

所述织构空化压力测量单元包括磁力压杆、织构空化压力测量盘和压板，磁力压杆上端与压板固定连接，磁力压杆下端为圆球形，该圆球形端部通过与织构空化压力测量盘中心处的锥形槽配合形成自调心机构，使加载后织构空化压力测量盘与其下部的圆盘回装单元的玻璃盘自行形成平行状态。

所述织构空化压力测量盘与圆盘回装单元的玻璃盘表面相对应接触的面为工作面，另一面为安装面。