本發(fā)明屬于摩擦磨損實驗臺設計，具體涉及一種潤滑狀態(tài)綜合實時監(jiān)測實驗系統(tǒng)及實驗方法。

背景技術(shù)：

1、滾動軸承的潤滑油膜是影響軸承運轉(zhuǎn)平穩(wěn)性和運轉(zhuǎn)壽命的主要因素，滾動軸承潤滑油膜厚度是軸承設計和軸承應用時必須考慮的主要因素，滾動軸承的潤滑油膜損耗情況是一個十分復雜的問題，它不僅與潤滑脂本身的粘度等性能指標有關(guān)，還與工作載荷、裝配精度、磨損狀態(tài)、潤滑條件及環(huán)境參數(shù)有關(guān)，是一個非平穩(wěn)的周期性的隨機過程。

2、目前，國內(nèi)外針對運轉(zhuǎn)過程軸承潤滑油膜厚度監(jiān)測裝置只能實現(xiàn)實時監(jiān)測潤滑油膜厚度，多參數(shù)監(jiān)測手段需要分別進行，則潤滑樣品的取樣和采集會導致觀測數(shù)據(jù)不準確。因此，尋求設計一種潤滑狀態(tài)綜合實時監(jiān)測方法。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種潤滑狀態(tài)綜合實時監(jiān)測實驗系統(tǒng)，與載荷、各色光源和計算機配合進行潤滑磨損實驗，同時還提供了與該實驗系統(tǒng)對應的實驗方法，可對摩擦磨損進行實時監(jiān)測，比如潤滑脂膜厚、脂的分布、磨損情況、摩擦系數(shù)等方面。

2、本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

3、一種潤滑狀態(tài)綜合實時監(jiān)測實驗系統(tǒng)，包括，

4、運動支撐機構(gòu)，包括試驗臺，設置在試驗臺上且受驅(qū)動在水平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)盤，受驅(qū)動靠近或遠離所述的轉(zhuǎn)盤的大移動臺，設置在大移動臺上且兩者間設置有扭矩傳感器的滾子支撐柱，可繞水平軸上下轉(zhuǎn)動地設置在滾子支撐柱上的連接臺，在所述的連接臺上設置有滾子連桿以及驅(qū)動所述的滾子連桿繞其軸向旋轉(zhuǎn)的電機，所述的滾子連桿與轉(zhuǎn)盤相鄰端的端部固定設置有球形滾子，所述的轉(zhuǎn)盤為透明材質(zhì)，所述的轉(zhuǎn)盤上鍍有半透射半反射膜；

5、加載機構(gòu)，包括構(gòu)造于所述的連接臺遠離轉(zhuǎn)盤端的加載柱，可選擇地施加在所述的加載柱上的砝碼，以及與所述的滾子支撐柱固定連接且用于調(diào)整連接臺姿態(tài)的微調(diào)機構(gòu)；

6、膜厚觀測機構(gòu)，包括與所述的試驗臺位置可調(diào)地固定連接的第一固定架，與第一固定架位置可調(diào)地固定連接的第一精密調(diào)節(jié)臺，設置在所述的第一精密調(diào)節(jié)臺上并位于滾子與轉(zhuǎn)盤接觸點正上方的第一高速攝像機和第一顯微鏡，以及第一光源；

7、磨損觀測機構(gòu)，包括與所述的試驗臺位置可調(diào)地固定連接的第二固定架，與第二固定架位置可調(diào)地固定連接的第二精密調(diào)節(jié)臺，設置在所述的第二精密調(diào)節(jié)臺上并位于轉(zhuǎn)盤上方的第二高速攝像機和第二顯微鏡，以及設置在轉(zhuǎn)盤下方的白色光源，所述的第二顯微鏡用于觀測滾道兩側(cè)的油脂分布和磨損情況。

8、作為其中一種實施方式，所述的微調(diào)結(jié)構(gòu)包括與所述的滾子支撐柱固定連接的支撐板，垂直設置在支撐板尾部的調(diào)節(jié)螺桿，設置在所述的調(diào)節(jié)螺桿上的旋轉(zhuǎn)螺母，定位在所述的旋轉(zhuǎn)螺母與所述的連接臺尾部間的支撐彈簧。

9、作為其中一種實施方式，所述的半透射半反射膜為鉻膜。

10、作為其中一種實施方式，所述的第一光源為3nm帶寬的紅綠激光，其中紅光波長為653?nm，綠光波長為532?nm。

11、作為其中一種實施方式，所述的白色光源與所述的第二固定架通過連接臂固定連接實現(xiàn)同步調(diào)節(jié)。

12、一種所述的潤滑狀態(tài)綜合實時監(jiān)測實驗系統(tǒng)的實驗方法，包括以下步驟，

13、1）調(diào)整轉(zhuǎn)盤平衡，在轉(zhuǎn)盤和滾子上分別涂膜油脂，空載下滾子和轉(zhuǎn)盤同時轉(zhuǎn)動以使形成均勻油脂膜，

14、2）調(diào)節(jié)加載以及選擇運動模式并獲取油脂膜厚信息和磨損信息，運動模式包括轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)滾子靜止，轉(zhuǎn)盤靜止?jié)L子旋轉(zhuǎn)或轉(zhuǎn)盤和滾子同時旋轉(zhuǎn)，并按設定程序調(diào)整其旋轉(zhuǎn)速度、旋轉(zhuǎn)方向和時間；

15、3）分析第一高速攝像機和第二高速攝像機采集圖像信息，獲取油脂膜厚的變化圖像、磨斑直徑以及扭力傳感器數(shù)據(jù)，實時輸出摩擦系數(shù)、油膜厚度值和磨損高度、磨損體積和磨損率。

16、本發(fā)明的優(yōu)點和有益效果為：

17、本發(fā)明的實驗系統(tǒng)可以同步實時的測得油膜厚度、潤滑脂形態(tài)、摩擦系數(shù)、磨損率等一系列數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)可作為監(jiān)測潤滑狀態(tài)的一些參量，對比以往的磨損試驗機，本發(fā)明不僅操作簡便，而且可以實現(xiàn)實時同時監(jiān)測，保證了數(shù)據(jù)的準確性。以往觀測上述參數(shù)（油膜厚度、潤滑脂分布、摩擦系數(shù)、接觸區(qū)磨痕）需要在不同的實驗裝置上分別進行實驗，而不同實驗臺上實驗條件（接觸區(qū)的潤滑狀態(tài)，載荷等條件）必然有所不同的。本實驗臺可以在一組實驗內(nèi)同時實時監(jiān)測以上數(shù)據(jù)，保證了相同的實驗條件。油膜的分布實際上是一個立體的結(jié)構(gòu)，以前的裝置測膜厚只能測量 z方向上的區(qū)域很小的膜厚，而本發(fā)明的裝置即能看到 z方向上的膜厚也可以看到 xy平面上整體的劃痕的產(chǎn)生和潤滑脂的分布情況，視野更大。本發(fā)明的各個系統(tǒng)在功能上相輔相成，沒有沖突。與其他設備相比，本發(fā)明在功能方面具備顯著優(yōu)勢，既可以觀察潤滑脂的分布、測量接觸區(qū)的膜厚、又能實時監(jiān)測接觸區(qū)的磨損、還能夠測量摩擦系數(shù)的大小，以上功能同步進行，提高了實驗效率，保證了工況的一致性。

技術(shù)特征：

1.一種潤滑狀態(tài)綜合實時監(jiān)測實驗系統(tǒng)，其特征在于，包括，

2.如權(quán)利要求1所述的潤滑狀態(tài)綜合實時監(jiān)測實驗系統(tǒng)，其特征在于，所述的微調(diào)結(jié)構(gòu)包括與所述的滾子支撐柱固定連接的支撐板，垂直設置在支撐板尾部的調(diào)節(jié)螺桿，設置在所述的調(diào)節(jié)螺桿上的旋轉(zhuǎn)螺母，定位在所述的旋轉(zhuǎn)螺母與所述的連接臺尾部間的支撐彈簧。

3.如權(quán)利要求1所述的潤滑狀態(tài)綜合實時監(jiān)測實驗系統(tǒng)，其特征在于，所述的半透射半反射膜為鉻膜。

4.如權(quán)利要求1所述的潤滑狀態(tài)綜合實時監(jiān)測實驗系統(tǒng)，其特征在于，所述的第一光源為3nm帶寬的紅綠激光，其中紅光波長為653nm，綠光波長為532nm。

5.如權(quán)利要求1所述的潤滑狀態(tài)綜合實時監(jiān)測實驗系統(tǒng)，其特征在于，所述的白色光源與所述的第二固定架通過連接臂固定連接實現(xiàn)同步調(diào)節(jié)。

6.一種如權(quán)利要求1-5任一項所述的潤滑狀態(tài)綜合實時監(jiān)測實驗系統(tǒng)的實驗方法，其特征在于，包括以下步驟，

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種潤滑狀態(tài)綜合實時監(jiān)測實驗系統(tǒng)及實驗方法,所述的綜合實時監(jiān)測實驗系統(tǒng)包括運動支撐機構(gòu)、加載機構(gòu)、膜厚觀測機構(gòu)和磨損觀測機構(gòu)，本發(fā)明的實驗系統(tǒng)可以同步實時的測得油膜厚度、潤滑脂形態(tài)、摩擦系數(shù)、磨損率等一系列數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)可作為監(jiān)測潤滑狀態(tài)的一些參量，對比以往的磨損試驗機，本發(fā)明不僅操作簡便，而且可以實現(xiàn)實時同時監(jiān)測，保證了數(shù)據(jù)的準確性。

技術(shù)研發(fā)人員：王燕霜,張世龍,張明宇,李偉,鄭廣會,王高峰
受保護的技術(shù)使用者：齊魯工業(yè)大學（山東省科學院）
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15