[发明专利]一种能够实时监测活塞环-缸套摩擦副边界膜厚度的测量装置

权利要求书

1.一种能够实时监测活塞环-缸套摩擦副边界膜厚度的测量装置，其特征在于：包括刻度尺(1)、机械臂(2)、原子力显微镜(3)、施加载荷机构(4)、原子探针(5)、活塞环(6)、缸套试件(7)、温度传感器(8)、夹具(9)、油盒(10)、弹性固定装置(11)、支撑台架(12)、加热装置(13)、往复运动装置(14)及导轨(15)；

导轨(15)安装在支撑台架(12)上，导轨(15)上面安装往复运动装置(14)；支撑台架(12)上的止点附近安装带有刻度尺(1)的机械臂支架，机械臂支架上安装带有刻度尺的机械臂(2)，机械臂(2)与原子力显微镜(3)连接，原子探针(5)连接在原子力显微镜(3)的下面，用于测量边界膜厚度；油盒(10)安装在往复运动装置(14)上面，通过弹性固定装置(11)固定；油盒(10)内底部设置有加热装置(13)和温度传感器(8)，油盒(10)内安装有固定缸套试件(7)的夹具(9)；施加载荷机构(4)安装在支撑台架(12)上，并与位于缸套试件(7)上方的活塞环(6)连接。

2.根据权利要求1所述的一种能够实时监测活塞环-缸套摩擦副边界膜厚度的测量装置，其特征在于：所述机械臂(2)可做上升、下降和左右运动。

3.根据权利要求1所述的一种能够实时监测活塞环-缸套摩擦副边界膜厚度的测量装置，其特征在于：所述施加载荷机构(4)通过夹具与活塞环(6)连接，以保持活塞环(6)与缸套试件(7)做往复摩擦运动。

4.一种能够实时监测活塞环-缸套摩擦副边界膜厚度的测量装置，其特征在于：其测量步骤如下：

步骤一：利用施加载荷机构(4)上的夹具将活塞环(6)固定夹紧，施加载荷机构(4)由电机等驱动；缸套试件(7)放置在油盒(10)中，由油盒(10)中的夹具(9)固定连接；将润滑油加入到油盒(10)中，并通过油盒(10)中的加热装置(13)设定油盒(10)中的温度，该温度可通过加热装置(13)和温度传感器(8)达到恒定控制；

步骤二：通过带有刻度尺(1)的机械臂(2)控制原子力显微镜(3)悬停在合适的范围内，该范围一般为使得原子探针(5)离缸套试件(7)表面2cm～5cm；由于边界润滑状态常在止点位置附近发生，因此将原子力显微镜(3)和原子探针(5)设置在缸套试件(7)止点附近，原子探针(5)将在活塞环(6)离开止点后，下行至缸套试件(7)表面对生成的边界膜进行厚度测量；

步骤三：原子探针(5)下行时，机械臂(2)只发生轴向运动，不可往复运动，即保持原子探针(5)每次下行都探测同一点，通过间歇性的探测止点附近缸套试件(7)表面的边界膜厚度，从而达到实时监测边界膜厚度的目的。