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1、(10)申请公布号 CN 102901629 A (43)申请公布日 2013.01.30 CN 102901629 A *CN102901629A* (21)申请号 201210380888.7 (22)申请日 2012.10.09 G01M 13/04(2006.01) G01M 10/00(2006.01) (71)申请人 西安交通大学 地址 710049 陕西省西安市咸宁西路 28 号 (72)发明人 魏正英 卢秉恒 林起崟 王宁 王永信 (74)专利代理机构 西安通大专利代理有限责任 公司 61200 代理人 陆万寿 (54) 发明名称 滑动轴承微约束空间润滑流场实验台 (57) 摘。
2、要 本发明公开一种用于研究滑动轴承微约束空 间润滑流场的实验台， 其包括基座， 基座上固定有 升降台， 升降台上安装悬臂梁一和悬臂梁二， 悬臂 梁一上安装有电机， 悬臂梁二安装转轴， 轴承台通 过推力球轴承安装在轴承座上， 转轴底端通过滑 动轴承安装在轴承台上， 轴瓦固定安装在轴承台 上将转轴围住， 转轴与轴瓦之间填充有润滑介质， 润滑介质中添加荧光示踪颗粒， 轴承台上安装有 应力应变片， 轴瓦采用透明材料制成， 可对滑动轴 承微约束润滑空间润滑流场可视化、 直观的研究 ； 通过追踪示踪剂的位置对润滑介质速度场的研 究 ； 轴承台上安装有应力应变片用来检测轴瓦受 到摩擦力， 解决现有技术中没有。
3、专门针对滑动轴 承润滑流场研究的问题。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 1 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 1 页 1/1 页 2 1. 一种滑动轴承微约束空间润滑流场实验台， 其特征在于 ： 包括基座 （19） 以及设置在 基座 （19） 上的升降台 （18） ， 在升降台 （18） 上自上而下依次安装有能够沿升降台 （18） 上、 下 移动的第一悬臂梁 （2） 和第二悬臂梁 （5） ， 在第一悬臂梁 （2） 上安装有电机 （1） ， 第二悬臂梁 （5） 上安装有转轴 （7） ， 转轴。
4、 （7） 顶端通过联轴器 （3） 与电机 （1） 连接， 在基座 （19） 上还固定 安装有轴承座 （16） ， 轴承台 （10） 通过推力球轴承 （15） 安装在轴承座 （16） 上， 转轴 （7） 底端 通过滑动轴承 （14） 安装在轴承台 （10） 上， 在轴承台 （10） 上还设置有套装在转轴 （7） 外的 采用透明材料制成的轴瓦 （13） ， 转轴 （7） 的外圆表面与轴瓦 （13） 的内圆表面形成了滑动轴 承微约束润滑空间， 在此空间中填充有润滑介质， 润滑介质中添加荧光示踪颗粒， 轴瓦 （13） 顶部安装有密封盖 （6） 将轴瓦 （13） 与转轴 （7） 密封， 在轴承台 （10。
5、） 上安装有应力应变片 ； 所述的轴承台 （10） 开设有进液孔 （21） ， 进液孔 （21） 与润滑供液系统的进液管 （22） 连 相接， 进液管 （22） 另一端与高压微流量泵 （23） 相连接， 高压微流量泵 （23） 另一端与供液箱 （24） 相连通， 密封盖 （6） 上开设有出液孔 （20） ， 出液孔 （20） 与润滑供液系统的出液管 （25） 相连， 出液管 （25） 另一端与供液箱 （24） 相连通。 2. 根据权利要求 1 所述的滑动轴承微约束空间润滑流场实验台， 其特征在于， 所述的 第二悬臂梁 （5） 上安装有轴承 （4） ， 转轴 （7） 套装在轴承 （4） 内。 3。
6、. 根据权利要求 1 所述的滑动轴承微约束空间润滑流场实验台， 其特征在于， 所述的 轴瓦 （13） 为内圆外方的结构。 4. 根据权利要求 1 所述的滑动轴承微约束空间润滑流场实验台， 其特征在于 ： 所述的 基座 （1） 上安装有二维平移台 （17） ， 轴承座 （16） 安装在二维平移台 （17） 上。 5. 根据权利要求 1 所述的滑动轴承微约束空间润滑流场实验台， 其特征在于， 所述的 轴承座 （16） 上围绕轴承台 （10） 设置有固定架 （11） ， 各固定架 （11） 上安装有用于轴承台 （10） 限位的销钉 （12） 。 6. 根据权利要求 1 所述的滑动轴承微约束空间润滑流。
7、场实验台， 其特征在于， 所述的 轴承台 （10） 上固定安装有第三悬臂梁 （8） ， 应力应变片安装在第三悬臂梁 （8） 上。 7. 根据权利要求 6 所述的滑动轴承微约束空间润滑流场实验台， 其特征在于， 所述的 轴承座 （16） 上安装有用于第三悬臂梁 （8） 限位的挡块 （9） 。 8. 根据权利要求 1 所述的滑动轴承微约束空间润滑流场实验台， 其特征在于， 所述的 轴瓦 （13） 与轴承台 （10） 之间安装有密封垫片 （26） 。 权 利 要 求 书 CN 102901629 A 2 1/3 页 3 滑动轴承微约束空间润滑流场实验台 技术领域 0001 本发明涉及一种滑动轴承实验。
8、装置， 具体涉及一种滑动轴承微约束空间润滑流场 实验台。 背景技术 0002 滑动轴承是各种机械装置中使用最普遍的一种支承部件， 其具有承载能力大、 功 耗小、 耐冲击、 工作平稳等突出优点， 其性能直接影响着机械装置的工作状况、 可靠性和耐 久性。 滑动轴承系统中， 转轴是由轴承微约束空间内的润滑油膜支承的， 但是工作时转轴与 轴瓦的接触还是会产生摩擦， 导致轴瓦表面发热、 磨损， 所以在设计轴承时， 轴承系统的承 载能力、 动静特性等都直接受其润滑油膜流场的影响， 轴承微约束空间润滑流场的特性直 接决定了滑动轴承系统的各方面性能， 目前基于滑动轴承的实验装置多数用于测量滑动轴 承的压力分布。
9、、 温度分布和位移等其他性能参数， 没有专门针对滑动轴承微约束空间润滑 流场的实验装置， 特别是润滑介质速度场的研究。 发明内容 0003 本发明的目的是提供一种用于研究滑动轴承微约束空间润滑流场， 特别是研究润 滑介质速度场的滑动轴承微约束空间润滑流场实验台。 0004 为达到以上发明目的， 本发明采用的技术方案如下 ： 包括基座以及设置在基座上 的升降台， 在升降台上自上而下依次安装有能够沿升降台上、 下移动的第一悬臂梁和第二 悬臂梁， 在第一悬臂梁上安装有电机， 第二悬臂梁上安装有转轴， 转轴顶端通过联轴器与电 机连接， 在基座上还固定安装有轴承座， 轴承台通过推力球轴承安装在轴承座上，。
10、 转轴底端 通过滑动轴承安装在轴承台上， 在轴承台上还设置有套装在转轴外的采用透明材料制成的 轴瓦， 转轴的外圆表面与轴瓦的内圆表面形成了滑动轴承微约束润滑空间， 在此空间中填 充有润滑介质， 润滑介质中添加荧光示踪颗粒， 轴瓦顶部安装有密封盖将轴瓦与转轴密封， 在轴承台上安装有应力应变片 ； 0005 所述的轴承台开设有进液孔， 进液孔与润滑供液系统的进液管连相接， 进液管另 一端与高压微流量泵相连接， 高压微流量泵另一端与供液箱相连通， 密封盖上开设有出液 孔， 出液孔与润滑供液系统的出液管相连， 出液管另一端与供液箱相连通。 0006 所述的第二悬臂梁上安装有轴承， 转轴套装在轴承内。 。
11、0007 所述的轴瓦为内圆外方的结构。 0008 所述的基座上安装有二维平移台， 轴承座安装在二维平移台上。 0009 所述的轴承座上围绕轴承台设置有固定架， 各固定架上安装有用于轴承台限位的 销钉。 0010 所述的轴承台上固定安装有第三悬臂梁， 应力应变片安装在第三悬臂梁上。 0011 所述的轴承座上安装有用于第三悬臂梁限位的挡块。 0012 所述的轴瓦与轴承台之间安装有密封垫片。 说 明 书 CN 102901629 A 3 2/3 页 4 0013 本发明所述的滑动轴承微约束空间润滑流场实验台， 在基座上安装轴承座， 轴承 座上通过推力球轴承安装轴承台， 转轴通过滑动轴承安装在轴承台上。
12、， 轴瓦固定安装在轴 承台上将转轴围住， 转轴与轴瓦之间形成滑动轴承的微约束润滑空间， 其中填充润滑介质， 润滑介质中添加有荧光示踪颗粒， 轴瓦采用透明材料制成， 可对滑动轴承在运动状态下， 微 约束润滑空间润滑流场的可视化、 直观的研究 ； 润滑介质中添加有荧示踪颗粒， 通过追踪示 踪剂的位置可以同时实现对润滑介质速度场的研究 ； 轴承台上安装有应力应变片用来检测 滑动轴承运转时轴瓦受到摩擦力， 研究摩擦力的变化状态， 解决现有技术中没有专门针对 滑动轴承润滑流场研究的问题。 附图说明 0014 图 1 为本发明的结构示意图。 0015 图 2 为本发明轴承座与轴承台的部分剖视图。 0016。
13、 图中， 电机 1， 第一悬臂梁 2， 联轴器 3， 轴承 4， 第二悬臂梁 5， 密封盖 6， 转轴 7， 第 三悬臂梁 8， 挡块 9， 轴承台 10， 固定架 11， 销钉 12， 轴瓦 13， 滑动轴承 14， 球轴承 15， 轴承座 16， 二维平移台 17， 升降台 18， 基座 19， 出液孔 20， 进液孔 21， 进液管 22， 高压微流量泵 23， 供液箱 24， 出液管 25， 密封垫片 26 具体实施方式 0017 下面结合附图对本发明做进一步详细描述 ： 0018 参见图 1， 2， 本发明包括基座 19 以及设置在基座 19 上的升降台 18， 在升降台 18 上自。
14、上而下安装有横向设置、 可以沿升降台 18 上、 下移动的第一悬臂梁 2 和第二悬臂梁 5， 第一悬臂梁 2 上安装有电机 1， 转轴 7 通过轴承 4 安装在第二悬臂梁 5 上， 转轴 7 上端通过 联轴器 3 与转轴 7 相连接， 基座 1 9 上安装有二维平移台 17， 轴承座 16 安装在二维平移台 17 上， 在轴承座 16 上端安装有推力球轴承 15， 轴承台 10 通过推力球轴承 15 安装在轴承座 16上， 其可以相对轴承座16转动， 转轴7底端通过滑动轴承14安装在轴承台10上， 可以相 对轴承台 10 任意转动， 在轴承台 10 上还设置有套装在转轴 7 外的采用透明材料制。
15、成的轴 瓦 13， 转轴 7 的外圆表面与轴瓦 13 的内圆表面形成了滑动轴承微约束润滑空间， 在此空间 中填充有润滑介质， 润滑介质中添加荧光示踪颗粒， 其中填充润滑介质形成滑动轴承的润 滑膜， 润滑介质中添加有与其密度相同或密度相近的荧光示踪颗粒， 轴瓦 13 顶部安装有将 轴瓦 13 与转轴 7 密封的密封盖 6， 轴瓦 13 与轴承台 10 之间安装有密封垫片 26 ； 轴承座 16 上围绕轴承台 10 设置有固定架 11， 各固定架 11 上安装有用于轴承台 10 限位的销钉 12， 轴 承台 10 上固定安装有第三悬臂梁 8， 应力应变片安装在第三悬臂梁 8 上， 轴承座 16 上。
16、还安 装有用于第三悬臂梁 8 限位的挡块 9。 0019 在轴承台 10 开设有进液孔 21， 进液孔 21 与润滑供液系统的进液管 22 连相接， 进 液管 22 另一端与高压微流量泵 23 相连接， 高压微流量泵 23 另一端与供液箱 24 相连通， 密 封盖 6 上开设有出液孔 20， 出液孔 20 与润滑供液系统的出液管 25 相连， 出液管 25 另一端 与供液箱 24 相连通。 0020 转轴 7 与轴瓦 13 之间形成类似滑动轴承的微约束润滑空间， 其中填充有润滑介 质， 润滑介质中添加有荧光失踪颗粒， 轴瓦 13 采用透明材料制成， 透过轴瓦 13 可以直观的 说 明 书 CN。
17、 102901629 A 4 3/3 页 5 观察， 研究滑动轴承运行过程中微约束润滑空间润滑流场的变化状态， 采用粒子成像测速 仪 （PIV） 记录转轴 7 运转过程中进入到滑动轴承 14 微约束润滑空间里的示踪颗粒的运动 形态， 可以同时研究润滑介质速度场， 全面分析滑动轴承微约束空间润滑流场的变化情况， 同时轴承台 10 上安装有应力应变片， 轴瓦 13 受到润滑介质的摩擦力转动进而带动轴承台 10 转动， 通过应力应变片测量滑动轴承运转过程中轴瓦 13 所受的摩擦力， 对提高滑动轴承 质量， 减轻摩擦等十分有意义。 0021 以上所述的滑动轴承微约束空间润滑流场实验台， 轴瓦 13 采。
18、用内圆外方的结构， 轴瓦 13 外部采用规则结构设计， 有利于照亮流场的激光的传输， 方便实验拍摄， 收集润滑 介质运动的轨迹， 分析润滑介质的运动状态。 0022 以上所述的滑动轴承微约束空间润滑流场实验台， 在基座 19 上安装二维的可以 水平移动的二维平移台17， 轴承座16安装在二维平移台17上， 通过在水平方向调整轴承座 16 的位置， 以调节轴瓦 13 与转轴 7 的相对位置， 以实现滑动轴承微约束润滑空间偏心位置 和偏心率的调节， 二维平移台17带有锁紧装置， 调整好位置后利用锁紧装置将轴承座16与 基座 19 锁定， 防止运转过程中轴承座 16 位置发生移动。 0023 以上所。
19、述的滑动轴承微约束空间润滑流场实验台， 通过进液管 22 和出液管 25 将 润滑介质充入或排出微约束空间， 通过调整微约束空间内润滑介质的注入量， 调节润滑膜 的厚度， 研究润滑膜厚度变化对滑动轴承的影响。在进液管 22 与供液箱 24 之间还安装有 高压微流量泵 23， 通过高压微流量泵 23 可以随时调整润滑介质的注入量， 控制流入微约束 空间的润滑介质的流量， 便于精确分析润滑介质对滑动轴承 14 的影响。 0024 为了防止轴承台10随轴瓦13无限制的转动， 无法对润滑流场进行拍照， 在轴承座 16 上围绕轴承台 10 四周固定安装有四个垂直设置的固定架 11， 每个固定架 11 上。
20、安装有水 平设置的销钉 12， 销钉 12 用来限制轴承座 16 的转动， 便于从不同方向对润滑流畅进行拍 照， 详细记录其变化情况。 0025 以上所述的滑动轴承微约束空间润滑流场实验台， 轴承台 10 上安装有应力应变 片， 轴瓦 13 受到润滑介质的摩擦力转动， 带动轴承台 10 转动， 也可以在轴承台 10 上固定安 装第三悬臂梁8， 将应力应变片安装在第三悬臂梁8上， 通过应力应变片测量轴瓦13的摩擦 力， 在轴承座 16 上固定连接有垂直设置的挡板， 用以限制悬臂梁 8 的位置。 0026 本发明所述的滑动轴承微约束空间润滑流场实验台， 结构设计简单、 合理， 安装电 机 1 的第一悬臂梁 3 和安装转轴 7 的第二悬臂梁 5 都可以沿升降台 18 上、 下移动， 安装时 升起两个悬臂梁， 将电机 1 和转轴 7 安装到位后再将悬臂梁放下， 安装方便， 为研究滑动轴 承微约束空间润滑流场提供了直观、 科学的实验装置。 说 明 书 CN 102901629 A 5 1/1 页 6 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 102901629 A 6 。