接触表面液压油中空气分离压的测量装置及方法与流程

本发明涉及液压技术，具体涉及接触表面液压油中的空气分离压的测量技术。

技术背景

目前，液压油箱除气技术是提高液压系统稳定性和可靠性的一个重要研究方向。通常气体以混入和溶入两种方式存在于油液中，混入的气体会因气液密度不同而逐渐浮出油面，而溶入的气体只能在环境压力低于其气体分离压的时才能从油液中分离出来，进而才能被去除，气体从油液中分离的过程受油液温度、接触面材料、接触面粗糙度等因素的影响，具有一定的随机性，分离过程不容易观测。目前对空气分离压的测量需要搭建复杂的系统，且测试结果不够准确。基于此种机理，在除气技术基础研究领域，就需要准确地测量出实际油液中空气的分离压，以便提出更好地除气方法。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种接触表面液压油中空气分离压的测量装置及方法。

本发明的接触表面液压油中空气分离压的测量装置及方法，接触表面液压油中空气分离压的测量装置，由导轨架1、压力表5、温度表4、抽气软管6、上盖9、方形的透明油箱20、三通阀7、截流阀8、真空泵9、恒温水浴箱13、高速摄像机15、激光片光源19、第一三脚架16，第二三脚架18、液位刻度尺22、试验材料安装架21、电脑17组成，透明油箱20是一个开口的全透明容器，外表面装有液位刻度尺22，注入液压油后放入恒温水浴锅13内，恒温水浴锅13是一个方形开口可以加热并保温的加热容器；透明油箱盖9上安装有温度计4、压力表5和抽气软管6，抽气软管6与透明油箱20内部沟通；抽气软管6上串联安装一个三通阀7和截流阀8，并连接真空泵23；透明油箱盖9通过螺纹与圆柱导轨3连接，实验材料安装架12通过连接杆11固定在透明油箱盖9的下面；透明油箱20与透明油箱盖9之间放置环形密封垫10；圆柱导轨3由固定螺钉2固定在导轨架1上；激光片光源19与第二三脚架18连接，高速摄相机15固定在第一三脚架16上，激光片光源19与高速摄相机15成90°角放置，通过高速摄相机15的记录，寻找接触表面中的气核；高速摄像机15通过导线与电脑17连接。

采用以上所述的接触表面液压油中空气分离压的测量装置的测量方法，其步骤为：

（1）松开固定螺钉2，通过拉环24提起透明油箱盖9至预设高度，拧紧固定螺钉2，固定透明油箱盖9的位置，加入液压油；

（2）在试验材料安装架21上放置四种试验材料12a，12b，12c，12d；

（3）松开固定螺钉2，缓慢放下透明油箱盖9，并静置2小时以上；

（4）打开恒温水浴箱开关13，设定温度值，等待并观察温度计4；

（5）待油液温度到达设定温度后，依次打开激光片光源19，打开高速摄像机15；

（6）打开电脑17，并调节激光片光源19和高速摄像机15，使高速摄像机15可以清晰拍摄到四种试验材料12a，12b，12c，12d；

（7）打开截流阀8，调节三通阀7，使抽气软管6仅与真空泵23连通；

（8）打开真空泵23，在电脑17上观察高速摄像机15拍摄的图像，待观察到试样表面从无到有出现很多气泡时，关闭截流阀8，记录温度计4、压力表5的示数，压力表显示的数值即为试样材料在该温度下的空气分离压，记录液位高度变化；

（9）调节三通阀7开关，使抽气软管6与大气连通，恢复方形透明油箱20内部的压力，实验结束。

本发明的有益效果是：

1. 本发明可以方便快捷的测量液压油的空气分离压，装置简单，操作方便；

2. 本发明装置对气泡的分离过程实现了可视化监测，可以清楚记录气泡的分离过程；

3. 本发明装置的试样材料更换方便，如不同表面粗糙度，不同的亲油疏油材质等试样材料，可以对各种材质的材料在本装置中进行实验；

4. 本发明装置的能够对油液均匀加热，并保持恒定的温度，测试结果更加准确。

附图说明

图1为本发明实验装置的结构示意图，图2为本发明的导杆架1结构示意图，图3为本发明的透明油箱20内部结构图，图4为本发明的透明油箱盖9结构图。

具体实施方式

如图1~图4所示，本发明的接触表面液压油中空气分离压的测量装置，由导轨架1、压力表5、温度表4、抽气软管6、上盖9、方形的透明油箱20、三通阀7、截流阀8、真空泵9、恒温水浴箱13、高速摄像机15、激光片光源19、第一三脚架16，第二三脚架18、液位刻度尺22、试验材料安装架21、电脑17组成，透明油箱20是一个开口的全透明容器，外表面装有液位刻度尺22，注入液压油后放入恒温水浴锅13内，恒温水浴锅13是一个方形开口可以加热并保温的加热容器；透明油箱盖9上安装有温度计4、压力表5和抽气软管6，抽气软管6与透明油箱20内部沟通；抽气软管6上串联安装一个三通阀7和截流阀8，并连接真空泵23；透明油箱盖9通过螺纹与圆柱导轨3连接，实验材料安装架12通过连接杆11固定在透明油箱盖9的下面；透明油箱20与透明油箱盖9之间放置环形密封垫10；圆柱导轨3由固定螺钉2固定在导轨架1上；激光片光源19与第二三脚架18连接，高速摄相机15固定在第一三脚架16上，激光片光源19与高速摄相机15成90°角放置，通过高速摄相机15的记录，寻找接触表面中的气核；高速摄像机15通过导线与电脑17连接。

如图1~图4所示，导轨架1通过螺纹固定在底板14上，导轨架1穿过透明油箱盖9的对角线缺口，圆柱形导轨3穿过导轨架1横梁上的小孔及固定固定螺钉2与连接。

如图1、图2所示，滑动导轨3末端有一拉环24，松开固定螺钉2，能够通过提拉环24，使透明油箱盖9上升，拧紧松开固定螺钉2，能够使透明油箱盖9停留在预设高度。

如图1所示，透明油箱盖9在对角位置开设缺口，使导轨架1穿过缺口。

如图1~图 3所示，试验材料安装架21水平布置，并与连接杆11垂直，试验材料安装架21上均匀布置4个孔，能够分别同时放置四种试验材料12a，12b，12c，12d。

采用以上所述的接触表面液压油中空气分离压的测量装置的测量方法，如图1~图4所示，其步骤为：

（1）松开固定螺钉2，通过拉环24提起透明油箱盖9至预设高度，拧紧固定螺钉2，固定透明油箱盖9的位置，加入液压油；

（2）在试验材料安装架21上放置四种试验材料12a，12b，12c，12d；

（3）松开固定螺钉2，缓慢放下透明油箱盖9，并静置2小时以上；

（4）打开恒温水浴箱开关13，设定温度值，等待并观察温度计4；

（5）待油液温度到达设定温度后，依次打开激光片光源19，打开高速摄像机15；

（6）打开电脑17，并调节激光片光源19和高速摄像机15，使高速摄像机15可以清晰拍摄到四种试验材料12a，12b，12c，12d；

（7）打开截流阀8，调节三通阀7，使抽气软管6仅与真空泵23连通；

（8）打开真空泵23，在电脑17上观察高速摄像机15拍摄的图像，待观察到试样表面从无到有出现很多气泡时，关闭截流阀8，记录温度计4、压力表5的示数，压力表显示的数值即为试样材料在该温度下的空气分离压，记录液位高度变化；

（9）调节三通阀7开关，使抽气软管6与大气连通，恢复方形透明油箱20内部的压力，实验结束。

下面结合附图和实例对本发明做进一步说明。

本发明的基本原理是在油液中放入不同材料、不同表面形貌的试件，在排除混入式气泡之后，利用真空泵对恒温的油液抽真空，然后用高速摄像机记录试件表面出现的气泡，在表面出现大量气泡时对应的压力值，此时的压力值即为液压油溶入气体的分离压。

透明油箱盖9下表面通过螺纹连接固定有一个试件的安装架3，试件的安装架上均布4个小孔，放置4个不同材料，不同表面形貌的被测试件12a，12b，12c，12d。透明油箱盖9通过螺纹连接与圆柱形滑轨3相连，通过移动滑动导轨3，透明油箱盖9可以实现上下运动，当透明油箱盖9到达指定高度后，拧紧固定螺钉2是油箱上盖固定在一定高度，便于拆装被试过。透明油箱盖9有1个温度计4，透明油箱盖9与方形透明油箱20经密封胶垫10装配在一起；抽气软管6一端与透明油箱上盖9连接，一端先经三通阀7，再经截止阀8与真空泵9相接。高速摄像机15和激光片光源19位置使拍摄角度呈90°角度布置。

第一步：提高油箱上盖9，到达合适的高度时，拧紧固定螺钉2，将液压油装入透明油箱20，液面高度至油箱高度的二分之一处，在不同试验材料安装架21上放置不同材料，不同表面形貌的试样材料试验材料12a，12b，12c，12d然后拧松固定螺钉2，缓慢把被测试件放入油液中，静置2-3小时后，打开恒温水浴箱13为油液加热。

第二步：待油液温度到达设定温度后，依次打开激光片光源19，打开高速摄像机15， 打开电脑17，并调节激光片光源19和高速摄像机15，使高速摄像机15可以清晰拍摄到试验材料12a，12b，12c，12d。

第三步：打开截止阀8，打开三通阀7使得真空泵23与透明油箱20接通，打开真空泵23逐渐排除油箱内部的空气，观察压力表读数，待压力表表数值到达-0.3MPa时，关闭截流阀8。此时，混入式气泡会在较低的压差下加速上浮，通过微距相机看不见悬浮的气泡时，可认为液压油中的混入的气体已经排除。

第四步：打开截止阀8和真空泵9继续降低透明油箱20内部的压力，在电脑17屏幕上观察对油箱内的被试件12表面的采集的图像，待透明油箱液压油中析出气泡群时，记录此时的压力值。该压力值即为油液在此温度下的空气分离压。并记录液位刻度尺22的液位高度变化。

第五步：转动三通阀7，使方形透明油箱20内再次进入空气，恢复方形透明油箱20内的压力为大气压，实验结束。