一种润滑剂拖动力试验机用测力装置的制作方法

本发明涉及机械工程弹流润滑领域，具体的说是涉及一种润滑剂拖动力试验机用测力装置。

背景技术：

点接触式弹流拖动力试验机的的试验头一般为球盘式结构，即在水平方向和竖直方向均安置一电主轴，并分别安装球试件和圆盘试件，两电主轴的轴线相互垂直并共面，水平位置的电主轴固定在一个可绕静压力轴在水平面内自由转动的托架上，适当调整它在托架上的水平位置可以使球试件在不同半径处和圆盘接触。

在实验过程中，水平电主轴连同托架可沿着静压轴承的轴线方向上下移动和左右摆动，一方面用液压系统使静压支承的托架上下移动完成球试件对圆盘试件的加载和卸载，加载值由载荷传感器测量，并由PC机显示；另一方面，由于球试件和圆盘试件在相对滚滑中接触，在接触面间形成一层动压弹流润滑膜，在弹流拖动力的作用下，球试件连同水平电主轴和托架一起绕静压立轴的轴线发生微小偏转，压迫拖动力传感器，从而可以测得单向拖动力的大小。由于盘试件或球试件各为主动件的不同工况或者由于电动机反转的情形，拖动力的方向会与原工况相反，这会使得旧式的实验装置难以满足实验需要而无法测量反向拖动力的大小，因此有必要寻求一种可以测量双向弹流拖动力大小的装置。

技术实现要素：

本发明为了解决上述技术问题，提供一种润滑剂拖动力试验机用测力装置，其有效解决了传动球盘拖动力实验装置只能测量单向弹流拖动力的弊端，有效满足电机反转或者改变动力源的工况需求，简单可靠。

本发明所采用的技术方案是：一种润滑剂拖动力试验机用测力装置，包括水平电主轴机构和垂直电主轴机构，所述水平电主轴机构包括固定套筒、电主轴I、转动托架和静压立轴，其中，固定套筒的上下两端分别安装有一静压轴承，静压立轴的一端部穿过静压轴承的中孔套接在固定套筒内，并在该端部连接有用于检测静压轴承轴向载荷的载荷传感器，所述静压立轴的另一端部高出固定套筒的上表面，并在该端部安装转动托架，所述电主轴I安装在转动托架上，电主轴I的端部安装有球试件，所述固定套筒顶部的内壁上还对称安装有弹簧预紧机构以及与数据采集装置连接的拖动力传感器，且拖动力传感器和弹簧预紧机构分别与转动托架面接触，所述弹簧预紧机构包括安装在固定套筒内壁上的套筒以及依次安装在套筒内的预紧销轴、弹簧和预紧力调节螺钉，通过调节预紧力调节螺钉，改变弹簧的压缩量以调节电主轴I所承受的预紧力；

所述垂直电主轴机构包括电主轴II和圆盘试件，所述圆盘试件安装在电主轴II的端部，并与球试件形成点接触摩擦副。

所述电主轴I通过固定圈与转动托架连接成一体结构。

本发明的有益效果：

（1）本发明有效解决了传统球盘拖动力实验装置只能测量单向弹流拖动力的弊端，实现了双向拖动力大小的测量，有效满足电机反转或者改变动力源的工况需求；

（2）本发明设有弹簧，不仅价格低廉，且具有互换性，使得测量双向拖动力无需使用两个对称的拖动力传感器，从而降低实验装置的复杂性，使实验程序简单和降低实验的操作难度；

（3）本发明结构简单，拆装方便，操作安全，尤其适合实验室推广使用。

附图说明

图1是球盘拖动力试验机结构示意图；

图2是图1的A向视图；

图3 是弹簧预紧装置示意图。

附图标记：1、水平电主轴机构，2、垂直电主轴机构，101、固定套筒，102、电主轴I，103、拖动力传感器，104、转动托架，105、静压立轴，106、载荷传感器，107、静压轴承，108、球试件，109、弹簧预紧机构，110、套筒，111、预紧销轴，112、弹簧，113、调节螺钉，201、电主轴II，202、圆盘试件。

具体实施方式

如图1、2、3所示，一种润滑剂拖动力试验机用测力装置，包括水平电主轴机构1和垂直电主轴机构2，所述水平电主轴机构1包括固定套筒101、电主轴I102、转动托架104和静压立轴105，其中，固定套筒101的上下两端分别安装有一静压轴承107，静压立轴105的一端部穿过静压轴承107的中孔套接在固定套筒101内，并在该端部连接有用于检测静压轴承107轴向载荷的载荷传感器106，所述静压立轴105的另一端部高出固定套筒101的上表面，并在该端部安装转动托架104，所述电主轴I102安装在转动托架104上，电主轴I102的端部安装有球试件108，所述固定套筒101顶部的内壁上还对称安装有弹簧预紧机构109以及与数据采集装置连接的拖动力传感器103，且拖动力传感器103和弹簧预紧机构109分别与转动托架104面接触，所述弹簧预紧机构109包括安装在固定套筒101内壁上的套筒110以及依次安装在套筒110内的预紧销轴111、弹簧112和预紧力调节螺钉113，通过调节预紧力调节螺钉113，改变弹簧112的压缩量以调节电主轴I102所承受的预紧力；

所述垂直电主轴机构2包括电主轴II201和圆盘试件202，所述圆盘试件202安装在电主轴II201的端部，并与球试件108形成点接触摩擦副。

进一步，所述电主轴I102通过固定圈与转动托架104连接成一体结构。

测力装置由测试球盘、驱动部分、静压立轴的供油和加载系统、实验用润滑油的供油和回油系统、加热和温控系统、冷却装置、数据测量采集与处理系统7部分组成。本发明主要说明测试球盘、驱动部分、静压立轴的供油和加载系统部分，其主要包括水平电主轴装置和竖直电主轴装置，并分别安装球试件108和圆盘试件202。

本发明在工作过程中，接通静压立轴的供油和加载系统，电主轴I102和转动托架104可整体抬升，与下方的固定套筒101形成间隙，电主轴I102和转动托架104可整体绕静压轴承107自由转动，拖动力传感器103固定的位置恰为电主轴I102的轴线垂直线处，当加预紧力时，拖动力传感器103和弹簧预紧机构109处于同一轴线上，电主轴I102、电主轴II201的轴线互相垂直且在同一铅垂平面内，保证球盘试件之间的润滑剂拖动力能灵敏、准确的测量。根据润滑剂的特性，拖动力试验机的工作状况，被测数据的精度，温度等因素确定理想预紧力，为了防止弹簧刚度太小而产生测量误差，该弹簧的刚度应该适当大一些。通过调节预紧力调节螺钉113，将预紧力依次作用于弹簧112、预紧销轴111、电主轴I102、拖动力传感器103，信号通过数据测量采集装置进行采集和处理，预紧力便可以通过PC机显示，直到接近理想预紧力，以此预紧力为初值，当测得力大于时，说明传感器相对于初值继续受压，为正值，差值即为实际弹流拖动力大小，此时为压力；当测得力小于时，说明传感器相对于初值受拉，为负值，差值即为实际拖动力大小，此时为拉力。工作结束后，反向调节预紧力调节螺钉113卸除载荷，让电主轴I102复位，与拖动力传感器103分离，保证传感器的灵敏性和使用寿命。