[实用新型]一种颗粒介质在双筒剪切过程中的摩擦学测试装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种测试颗粒介质与界面摩擦特性的双筒剪切装置，用于对颗粒物质所受剪切力进行测量。 

背景技术

传统润滑油在温度超过200℃时其性能就逐渐下降，在温度达到500℃时，润滑油因内部的分解，基本失去作用。 

颗粒物质具有某些独特的性质以及连续颗粒物质在极端温度条件下仍可以保持较好的固体特性，因而被用于润滑领域。随着颗粒流润滑的应用日渐广泛，针对颗粒流润滑的实验研究越来越被重视，常见的实验装置有平行板剪切和同心环状剪切装置。 

已有技术如公开文献1[Craig K，Buckholz R H，and Domoto G.Effect of Shear Surface Boundaries on Stress for Shearing Flow of Dry Metal Powders-An Experimental Study[J].ASME J.Tribol，1987，109(2)：232-237.]中构建的环状剪切装置用于研究干燥金属颗粒的快速剪切过程；公开文献2[夏建新、毛旭锋.非均匀颗粒流应力关系实验研究[J].岩土力学，2009，30(8)：79-82.]中构建的内外筒均可单独旋转的同心圆筒颗粒剪切实验装置，用于测量非均匀离散颗粒在旋转剪切流动下的切应力变化。但是，相关文献构建的实验装置所能实现的工况单一，如公开文献1中的实验装置是针对干燥金属颗粒介质受快速剪切作用而构建的；公开文献2中所报导的测试装置其外筒的半径和内外筒的表面结构(内筒外壁和外筒内壁均贴有橡胶)是固定不变的；并且在公开文献1和公开文献2中所述实验装置的内外筒均无法实现偏置，而在实际应用中，轴和轴颈(如承受径向载荷的滑动轴承)始终存在偏心距，这使得实验装置并不能真实地反映实际工况。 

实用新型内容

本实用新型是为避免上述现有技术所存在的不足之处，提供一种颗粒介质在双筒剪切过程中的摩擦学测试装置，以期能够有效地测量出在不同的摩擦副表面结构、颗粒种类、尺度和数量、摩擦副间隙以及转速等因数条件下双筒装置所受的剪切阻力，即测量颗粒介质与界面之间的摩擦力。 

本实用新型为解决技术问题采用如下技术方案： 

本实用新型颗粒介质在双筒剪切过程中的摩擦学测试装置，其结构特点是设置： 

一双筒剪切单元，是以有机玻璃管内圈与主轴固定装配，有机玻璃管外圈是由四周的螺杆定位在筒体顶板和筒体底板之间，筒体顶板通过推力轴承与主轴连接并能够围绕主轴自由 旋转，所述四个螺杆以主轴的轴线为中心呈等径均匀分布；在所述筒体顶板与主轴和有机玻璃管内圈的端面之间安装有密封圈，筒体底板通过角接触球轴承与主轴连接并能够绕主轴自由旋转；在所述螺杆上以过盈配合套装偏心套筒，所述偏心套筒由与螺杆螺纹配合的螺母锁紧固定，有机玻璃管外圈是以各螺杆上套装的偏心套筒获得径向定位；在所述有机玻璃管外圈和有机玻璃管内圈之间形成环形区域的剪切室； 

一传动单元，是以电机的输出轴通过套筒联轴器连接主轴，主轴的另一端支承在关节轴承中，所述电机和关节轴承固定在机体上，以所述关节轴承和套筒联轴器保持从电机的输出轴端经主轴至关节轴承均处在同一轴线上； 

一测试单元，设置拉压力传感器，所述拉压力传感器的检测端与钢丝绳相连接，所述钢丝绳的另一端与固定设置在筒体顶板上的凸柱相连接，拉压力传感器固定在传感器支架上。 

本实用新型颗粒介质在双筒剪切过程中的摩擦学测试装置的结构特点也在于： 

所述有机玻璃外圈是通过套装在螺杆上的四个偏心套筒获得径向定位；偏心套筒上标定刻度值，以所述刻度值指示刻度位置相对作为偏心套筒回转中心的螺杆轴线的距离。 

所述主轴通过推力轴承、角接触球轴承和关节轴承分别与筒体顶板、筒体底板和机体联结。 

在所述机体上安装摄影仪。 

与已有技术相比，本实用新型有益效果体现在： 

1、本实用新型能够有效地测量出在不同的摩擦副表面结构、颗粒种类、尺度和数量、摩擦副间隙以及转速等因素条件下双筒装置所受的剪切阻力，即测量颗粒介质与界面的摩擦力； 

2、本实用新型是以偏心套筒使有机玻璃管外圈在径向获得定位，通过调节偏心套筒，即可调整有机玻璃管外圈与有机玻璃管内圈之间的偏心距离，同时通过更换不同表面结构和半径的有机玻璃管外圈以及不同种类、尺度和数量颗粒介质，并配合控制电机在不同的转速，能够实现多种工况条件的实验；