三滾輪整體加載滾針光彈流試驗機的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種三滾輪整體加載滾針光彈流試驗機，特別涉及滾針彈流潤滑油膜厚度以及油膜形狀測量的試驗機。
【背景技術】
[0002]滾針軸承是一種支承旋轉軸的組件，廣泛應用在機械行業的各個領域。隨著現代工業技術的尚速發展，對線接觸副提出尚速、重載和尚可靠性的要求越來越尚。由于綜合考慮表面形貌效應、時變效應、熱效應以及潤滑劑流變特性等因素的現代彈流潤滑理論已經基本成熟，并在更加接近實際工況的方向發展。為了如實地探宄工程中機械零部件的實際工況，有效地減小有害摩擦、磨損、提高機械零部件的疲勞壽命，需要開展對有限長線接觸副的彈流潤滑特性的實驗研宄，以驗證已有的理論分析結果，從而有助于加深對這一問題的認知和理解，正確分析其影響因素和潤滑機理。
[0003]測量彈流潤滑油膜的厚度以及油膜形狀，是進行彈流潤滑試驗研宄的關鍵之處。在現有測量技術手段中，測量動態油膜膜度主要有兩種方法:電容法和光干涉法。但電容法只能測量平均的動態膜厚，而光干涉法不僅能測量動態膜厚并且可測油膜形狀，因此目前光干涉法得到了廣泛的應用。滾針潤滑表面所處的工況條件不斷變化必然會引起油膜的動態效應，進而使油膜的接觸應力分布和油膜形狀等特性不同，目前雖已對線接觸擺動工況下光干涉彈流潤滑進行了一些試驗研宄，但對大長徑比滾針的圓盤旋轉運動下的有限長線接觸副的彈流的試驗研宄較少，因此研宄滾針有限長線接觸副的彈流特性是很有必要的。
【發明內容】
[0004]本發明的目的是為了彌補目前對滾針等有限長線接觸光彈流試驗研宄的不足以及加載方式局限于局部加載，提供了一種三滾輪整體加載滾針光彈流試驗機，實現在不同工況條件下滾針與玻璃盤之間的彈流油膜形狀與膜厚的測量。
[0005]為了達到上述目的，本發明的構思是:由于人造藍寶石具有與鋼相接近的綜合彈性模量和傳熱性能，本發明應用人造藍寶石作為試驗中的透明材料，這將有利于試驗在接近實際工況特別是接近實際的高接觸應力下進行，使得所測結果更接近實際；藍寶石玻璃盤下方為一由推力球軸承支撐的滾道，通過變速電機調速驅動，使得人造藍寶石的旋轉方向與滾道相反，同時可通過對杠桿上加不同質量的砝碼，使試驗滾針獲得不同的加載載荷。實際上，整個被測對象就是一單個推力滾針軸承。
[0006]根據上述發明構思，本發明采用如下技術方案:
一種三滾輪整體加載滾針光彈流試驗機，包括機座、底座撐板、底座、橫梁撐板、橫梁、光學干涉測量系統、加載系統和傳動機構；所述機座位于最下方，所述底座撐板由螺釘連接于機座上，所述底座和橫梁撐板安裝在底座撐板頂端，所述光學干涉測量系統固定在底座的邊緣，所述加載系統安裝在橫梁上，所述傳動機構由螺釘連接并坐落于機座上。
[0007]所述光學干涉測量系統包括單色光源、窄帶濾光片、高速CCD、顯微鏡、顯微鏡支架以及藍寶石玻璃盤；所述光源及窄帶濾光片分別與顯微鏡的鏡筒連接，并位于高速CCD的下方；所述高速CCD連接于顯微鏡上方，顯微鏡支架安裝于底座側邊，高速CCD和顯微鏡通過顯微鏡支架定位支撐，藍寶石玻璃盤位于顯微鏡的正下方。
[0008]所述加載系統包括砝碼、砝碼盤、杠桿、加載盤、加載支架、杠桿基座、直線軸承、懸置軸、滾輪支架、滾輪、精密螺桿和微型壓力傳感器；所述杠桿基座連接在橫梁上，所述杠桿一端連接杠桿基座，另一端連接砝碼盤，所述杠桿的加載位置用銷釘連接加載支架；所述加載支架底端連接一鋼球，鋼球與加載盤中凹球面接觸，所述精密螺桿上端連接加載盤，下端通過直線軸承導向并與滾輪支架連接，所述滾輪通過螺栓連接滾輪支架，三個周向以120°均勻分布的滾輪與藍寶石玻璃盤相接觸，加載于藍寶石玻璃盤上，形成整體加載方式；所述加載盤與精密螺桿之間放置微型壓力傳感器用于測量三個滾輪的加載量是否相等，若杠桿所加載荷分配至三個滾輪上的加載量不等，則調節精密螺桿，使杠桿所加載荷均勻分配至三個滾輪上，滾輪均勻加載藍寶石玻璃盤。
[0009]所述傳動機構包括保持架壓環、隔油座、變頻電機、傳動軸、尼龍隔油環、保持架、試驗滾針、調心球軸承、軸襯、下滾道、推力球軸承和一對深溝球軸承；所述變頻電機經螺釘連接于機座上，傳動軸經彈性聯軸器與變頻電機連接，傳動軸與底座間通過一對深溝球軸承傳遞，傳動軸經圓頭平鍵與下滾道配合使下滾道轉動；所述下滾道通過推力球軸承支撐，并在下滾道與試驗滾針接觸面邊緣用一對尼龍隔油環進行儲油，使試驗滾針處于富油工況下運動；所述保持架壓環上開一注油孔，并在保持架上設計油槽及油孔，使試驗機在運行過程中加注潤滑劑；所述保持架的兜孔加工成鋸齒形，并且上下交錯彎曲一定角度，形成上下鎖口，使試驗滾針在兜孔定位準確，并且保持架圓周方向設計不同規格的試驗滾針兜孔，以方便不同的滾針試驗，保持架直接用銷釘定位，用螺釘固定于隔油座上，便于重復操作；若要更換不同規格試驗滾針只需分離精密螺桿與滾輪支架，并把懸置軸連同藍寶石玻璃盤一同向上托起；所述藍寶石玻璃盤由安裝在懸置軸上的調心球軸承支撐，使藍寶石玻璃盤下表面始終與試驗滾針母線平行，確保接觸壓力沿滾針軸向分布均勻。
[0010]本發明與現有技術比較，具有顯而易見的實質性特點和優點:
本發明可模擬推力滾針軸承的彈流潤滑試驗，試驗滾針的直徑范圍為Φ4- Φ6_，可達到的滾針長度范圍為10-25_，可在最大赫茲接觸應力為1.5GPa工況載荷下試驗，更接近實際的工況載荷條件；采用人造藍寶石與下滾道作為軸承的套圈，試驗滾針分布均勻，更符合實際的滾針軸承；可實現滾針的勻速以及加減速運動，可測得不同滾針規格、不同滾針凸度、不同潤滑油脂、不同工作載荷下的滾針彈流油膜，容易對其實施控制，提高了測試的可靠性，增加了測試內容。
【附圖說明】
[0011]圖1為本發明的結構示意圖。
[0012]圖2為本發明中加載系統的結構示意圖。
[0013]圖3為本發明中傳動機構的結構剖面圖。
[0014]圖4為本發明中加載支架的結構剖面圖。
[0015]圖5為本發明中保持架的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0016]本發明的實施方案結合附圖詳述如下:
如圖1所示，一種三滾輪整體加載滾針光彈流試驗機，包括機座1、底座撐板4、底座5、橫梁撐板6、橫梁8、光學干涉測量系統、加載系統和傳動機構；所述機座I位于最下方，所述底座撐板4由螺釘連接于機座I上，所述底座5和橫梁撐板6安裝在底座撐板4頂端，所述光學干涉測量系統固定在底座5的邊緣，所述加載系統安裝在橫梁8上，所述傳動機構由螺釘連接并坐落于機座I上。
[0017]所述光學干涉測量系統包括單色光源11、窄帶濾光片12、高速(XD13、顯微鏡14、顯微鏡支架16以及藍寶石玻璃盤21 ;所述光源11及窄帶濾光片12分別與顯微鏡14的鏡筒連接，并位于高速(XD13的下方；所述高速(XD13連接于顯微鏡14上方，顯微鏡支架16安裝于底座5側邊，高速(XD13和顯微鏡14通過顯微鏡支架16定位支撐，藍寶石玻璃盤21位于顯微鏡14的正下方。
[0018]如圖1、圖2和圖4所示，所述加載系統包括砝碼2、砝碼盤3、杠桿7、加載盤9、加載支架10、杠桿基座15、直線軸承17、懸置軸18、滾輪支架19、滾輪20、精密螺桿34和微型壓力傳感器35 ;所述杠桿