一種高旋轉精度的潤滑劑測試臺架的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種高旋轉精度的潤滑劑測試臺架，光學平板的表面中心開有通孔，與光學平板的表面垂直的主軸其中部位置通過軸承座安裝在光學平板的通孔上，主軸上端安裝有測試圓盤，下端通過彈性聯軸器與伺服電機的輸出軸同軸線安裝，伺服電機固定在電機支架上，電機支架固定在光學平板上。伺服電機帶動主軸及測試圓盤轉動，通過考察測試圓盤和滾珠或滾子等組成的摩擦副間的摩擦、磨損及潤滑的情況從而測試潤滑劑的性能。本實用新型具有旋轉穩定、控制方便、旋轉精度高的特點。
【專利說明】
一種高旋轉精度的潤滑劑測試臺架
技術領域
[0001]本實用新型涉及潤滑劑的測試技術領域，具體的說是一種高旋轉精度的潤滑劑測試臺架。
【背景技術】
[0002]潤滑膜在摩擦中起到承載、減磨、散熱等作用，測試潤滑劑的潤滑性能主要就是測試其潤滑膜在摩擦中的厚度、壓力和溫度等的變化。因為摩擦副接觸面積小，特別是彈性流體動力潤滑時的點、線接觸，一般為微米量級尺寸，還有潤滑膜厚度薄，一般為亞微米甚至納米量級的尺寸，所以對潤滑劑測試裝置的運轉精度及穩定性有很高的要求。
[0003]常見的潤滑劑測試設備或裝置有四球試驗機、環塊試驗機、球盤試驗機等，它們基本上都是在兩個相互運動的摩擦副部件間加注潤滑劑后，考察摩擦副間摩擦、磨損及潤滑現象，從而判斷潤滑劑的性能或者摩擦副材料的摩擦學性能。其中球盤試驗機是一種常見的用于摩擦學基礎研究及潤滑劑測試的裝置，通過記錄旋轉的玻璃盤與鋼球接觸時光干涉條紋從而分析計算出潤滑膜的厚度、研究潤滑機理，試驗機對玻璃盤的旋轉精度要求極高。所以，要想進行精確的進行潤滑劑的性能測試，必須研制一種高旋轉精度的潤滑劑測試臺架，測試臺架的旋轉精度不但應該要滿足當前進行潤滑膜厚度的測試需要，還能應滿足可能的壓力和溫度等其他場合的測試需要。
【發明內容】
[0004]本實用新型的目的是提供一種轉動穩定、控制方便的高旋轉精度的潤滑劑測試臺架，以測試潤滑劑的潤滑性能。
[0005]本實用新型的技術方案如下:
[0006]一種高旋轉精度的潤滑劑測試臺架，光學平板的表面中心開有通孔，與光學平板的表面垂直的主軸其中部位置通過軸承座安裝在光學平板的通孔上，主軸上端安裝有測試圓盤，下端通過彈性聯軸器與伺服電機的輸出軸同軸線安裝，伺服電機固定在電機支架上，電機支架固定在光學平板上。
[0007]上述中，主軸對應軸承座位置由上向下依次套裝有:上端蓋、上油封、上軸承、上鎖定墊圈、上鎖緊螺母、下軸承定位套筒、下軸承、下鎖定墊圈、下鎖緊螺母、下油封和下端蓋，上端蓋與軸承座同時固定在光學平板上，下端蓋固定在軸承座上，其中，上軸承的內圈由主軸軸肩及上鎖定墊圈、上鎖緊螺母鎖緊，外圈通過軸承座卡槽及上端蓋固定;下軸承的內圈由下軸承定位套筒及下鎖定墊圈、下鎖緊螺母鎖緊。
[0008]上述中，上軸承為角接觸球軸承，有兩個，背靠背配對安裝，下軸承為深溝球軸承。
[0009]上述中，測試圓盤套裝在主軸上端的圓臺上，并用壓蓋旋接固定。
[0010]臺架中總的負載轉動慣量必須與伺服電機的轉動慣量相匹配，即滿足以下條件
[0011]Ji/Ju^R
[0012]上式中為總的負載轉動慣量，/m為伺服電機轉子的轉動慣量，R為伺服電機廠商推薦的負載轉動慣量與轉子轉動慣量的比值的最大值。
[0013]臺架中凡是作旋轉運動部件均為伺服電機的負載，計算方法如下
[0014]Ji= JdX- Ja+ /c+2/bl + Jwl+ Jnl + Js + Jb2+ Jw2+ Jn2+ Jp
[0015]上式中，Jd為測試圓盤的轉動慣量，；為主軸的轉動慣量，Jc為壓蓋的轉動慣量，/bl為角接觸球軸承的內圈的轉動慣量，為上方角接觸球軸承的鎖定墊圈的轉動慣量，/^為上方角接觸球軸承的鎖緊螺母的轉動慣量，Js為套筒的轉動慣量，Jb2為深溝球軸承的內圈的轉動慣量，/w2為下方深溝球軸承的鎖定墊圈的轉動慣量，/n2為下方深溝球軸承的鎖緊螺母的轉動慣量，Jp為彈性聯軸器的轉動慣量。
[0016]在本實用新型的描述中，需要說明的是，除非另有明確規定和限定，術語“安裝”、“固定”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接，對于本領域普通技術人員可以就具體情況理解上述術語在本實用新型的具體含義。
[0017]本實用新型采用了一端角接觸球軸承配對支撐、一端角接觸球軸承支撐并且可以通過鎖緊螺母調整預緊量的軸系結構，安裝在高平面度的光學平板上，測試圓盤的轉速由伺服電機直接控制，使得測試圓盤轉動穩定、控制方便，在回轉半徑65mm處測得相對于光學平板的軸向跳動公差在±15μπι以內，徑向跳動公差可忽略，為潤滑劑測試提供了一種旋轉精度高的測試臺架。
【附圖說明】
[0018]圖1是本實用新型的整體結構示意圖。
[0019]圖2是本實用新型的剖視圖。
[0020]圖3是圖2的局部放大圖。
[0021]圖4是本實用新型的主軸示意圖。
[0022]圖5是本實用新型的軸承座示意圖。
【具體實施方式】
[0023]以下將結合附圖，對本實用新型的【具體實施方式】加以詳細說明，所描述的具體實施例僅用以解釋本實用新型，并非用于限定本實用新型的【具體實施方式】。
[0024]參照圖1，本實用新型提供的一種高旋轉精度的潤滑劑測試臺架，光學平板3的表面中心開有通孔，與光學平板3的表面垂直的主軸6其中部位置通過軸承座4安裝在光學平板3的通孔上，主軸6上端安裝有測試圓盤7，下端通過彈性聯軸器10與伺服電機I的輸出軸同軸線安裝，伺服電機I固定在電機支架2上，電機支架2固定在光學平板3上。
[0025]如圖2、圖3、圖4和圖5所示，主軸6對應軸承座4位置由上向下依次套裝有:上端蓋5、上油封19、上軸承11、上鎖定墊圈12、上鎖緊螺母13、下軸承定位套筒14、下軸承15、下鎖定墊圈16、下鎖緊螺母17、下油封18和下端蓋9，上端蓋5與軸承座4同時固定在光學平板3上，下端蓋9固定在軸承座4上。上軸承11的內圈由主軸軸肩62及上鎖定墊圈12、上鎖緊螺母13鎖緊，外圈通過軸承座卡槽42及上端蓋5固定;下軸承15的內圈由下軸承定位套筒14及下鎖定墊圈16、下鎖緊螺母17鎖緊。
[0026]如圖2和圖3，上軸承11為角接觸球軸承，有兩個，背靠背配對安裝，下軸承15為深溝球軸承。
[0027]如圖1、圖2及圖4所示，測試圓盤7套裝在主軸6上端的圓臺61上，并用壓蓋8旋接固定。圓臺61有很高的平面度，及與主軸6中心軸線有很高的垂直度，從而保證在安裝測試圓盤7后對圓盤表面在軸線方向的跳動公差影響減至最小。
[0028]如圖3所示，在主軸6上加工有鍵槽65用于安裝彈性聯軸器10，第一凹槽63及第二凹槽64分別用于安裝上鎖定墊圈12和下鎖定墊圈16。
[0029]如圖4所示，軸承座4上的卡槽42用于對上軸承11的外圈進行定位，軸承座4與光學平板3的配合面41有很高的平面度，及與軸承座4中心軸線有很高的垂直度，從而保證在軸承座4安裝于光學平板3后，對測試圓盤7與光學平板3的高度差即跳動公差影響減至最小。
[0030]在本實用新型中，下軸承與上軸承的距離由下軸承定位套筒的長度決定，下軸承的外圈可沿軸承座對應孔的軸線方向浮動、變化位置，主軸的下端為自由端，可以避讓主軸的伸縮。
[0031]在本實用新型中，主軸轉動的同時，測試圓盤與滾珠或滾子等構成摩擦副，在此摩擦副間添加潤滑劑，通過考察潤滑膜的厚度、壓力和溫度等的變化從而測試潤滑劑的性能。
[0032]在本實用新型中，可以通過上軸承下方的鎖緊螺母調整預緊量，從而提高軸承的剛性和臺架的旋轉精度。
[0033]本實用新型在使用時，伺服電機I轉動的同時，主軸6—并轉動，通過壓蓋8固定在主軸6上的測試圓盤7同時轉動，測試圓盤7轉動時其相對光學平板3維持在一個很穩定的高度即軸向跳動公差很小，在回轉半徑為65mm的時候軸向跳動公差在±15μπι以內，而因為采用了高精度的角接觸球軸承背靠背配對安裝預緊支撐，并且測試時徑向的接觸面積比軸向的潤滑膜厚度尺寸量級高得多，所以徑向跳動公差可以忽略。
[0034]應當理解的是，以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不足以限制本實用新型的技術方案，對本領域普通技術人員來說，在本實用新型的精神和原則之內，可以根據上述說明加以增減、替換、變換或改進，而所有這些增減、替換、變換或改進后的技術方案，都應屬于本實用新型所附權利要求的保護范圍。
【主權項】
1.一種高旋轉精度的潤滑劑測試臺架，其特征在于，光學平板的表面中心開有通孔，與光學平板的表面垂直的主軸其中部位置通過軸承座安裝在光學平板的通孔上，主軸上端安裝有測試圓盤，下端通過彈性聯軸器與伺服電機的輸出軸同軸線安裝，伺服電機固定在電機支架上，電機支架固定在光學平板上。2.根據權利要求1所述的一種高旋轉精度的潤滑劑測試臺架，其特征在于，主軸對應軸承座位置由上向下依次套裝有:上端蓋、上油封、上軸承、上鎖定墊圈、上鎖緊螺母、下軸承定位套筒、下軸承、下鎖定墊圈、下鎖緊螺母、下油封和下端蓋，上端蓋與軸承座同時固定在光學平板上，下端蓋固定在軸承座上，其中，上軸承的內圈由主軸軸肩及上鎖定墊圈、上鎖緊螺母鎖緊，外圈通過軸承座卡槽及上端蓋固定；下軸承的內圈由下軸承定位套筒及下鎖定墊圈、下鎖緊螺母鎖緊。3.根據權利要求2所述的一種高旋轉精度的潤滑劑測試臺架，其特征在于，上軸承為角接觸球軸承，有兩個，背靠背配對安裝，下軸承為深溝球軸承。4.根據權利要求1所述的一種高旋轉精度的潤滑劑測試臺架，其特征在于，測試圓盤套裝在主軸上端的圓臺上，并用壓蓋旋接固定。
【文檔編號】G01D11/30GK205643306SQ201620440224
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年5月16日
【發明人】陳英俊, 項順伯, 龔勇鎮
【申請人】廣東石油化工學院