[发明专利]微型滑块轴承润滑油膜测量倾角调节装置及其调节方法

权利要求书

1.微型滑块轴承润滑油膜测量倾角调节装置，其特征在于，包括双层的机架(5)以及设置在机架(5)上的显微干涉测量单元(3)、玻璃盘回转调整单元(2)、微型滑块固定调节单元(1)与加载单元(4)，所述机架(5)用于支撑和固定各个部件；

所述玻璃盘回转调整单元(2)设置在机架(5)上层表面，玻璃盘回转调整单元(2)包括轴承(207)，轴承(207)的内外表面分别设置轴承内套(209)、轴承外套(206)，轴承外套(206)外凸肩处均布6块压电陶瓷致动器(211)用来对整个单元进行偏转调节，轴承内套(209)内凸肩处放置碟簧(205)，碟簧(205)向上依次设置玻璃盘(201)、和玻璃盘压盘(203)，玻璃盘压盘(203)位于玻璃盘(201)上圆周面，玻璃盘(201)上下边缘均布碟簧(205)；紧定螺钉(202)设置在玻璃盘压盘(203)内用于对玻璃盘(201)进行预固定和初步调平；所述玻璃盘(201)和玻璃盘压盘(203)之间设置有垫片(204)；同步带轮(208)通过轴承(207)与玻璃盘(201)连接从而带动玻璃盘(201)转动；所述轴承(207)上端设置有轴承压盖(210)；

所述显微干涉测量单元(3)设置在机架(5)底层且位于玻璃盘(201)的下方；

所述微型滑块固定调节单元(1)设置在玻璃盘(201)上面，所述微型滑块固定调节单元(1)包括滑块座(101)，滑块座(101)底部固定微型滑块(103)，微型滑块(103)底部与两侧均设置保护垫片(104)，微型滑块(103)与保护垫片(104)之间通过螺钉(105) 固定；滑块座(101)的上部设置有柔性多自由度连接机构，柔性多自由度连接机构上部与压板(401)下端连接；

所述加载单元(4)包括压板(401)，压板(401)的一端固定在压板支座(402)的轴承座(404)上轴承连接，压板(401)的中部竖直设置有平衡机构(403)，平衡机构(403)下方设置有弹簧(405)，弹簧(405)位于压板支座(402)与压板(401)之间；所述压板支座(402)连接到机架(5)上层表面并处于中轴线上。

2.根据权利要求1所述的微型滑块轴承润滑油膜测量倾角调节装置，其特征在于，所述压电陶瓷致动器(211)上下表面设置有致动器垫片(212)。

3.根据权利要求1所述的微型滑块轴承润滑油膜测量倾角调节装置，其特征在于，通过轴承外套(206)外凸肩处6个固定螺栓(213)，将轴承外套(206)连接到机架(5)上层表面并处于中轴线上。

4.根据权利要求1所述的微型滑块轴承润滑油膜测量倾角调节装置，其特征在于，所述柔性多自由度连接机构为球轴承连接杆(102)。

5.根据权利要求1所述的微型滑块轴承润滑油膜测量倾角调节装置，其特征在于，所述显微干涉测量单元(3)包括支架(301)、精密平移台(302)、同轴光照明显微镜(303)、显微镜套筒(304)与CCD(305)，所述支架(301)上固定精密平移台(302)，精密平移台(302)上通过显微镜套筒(304)固定同轴光照明显微镜(303)，CCD(305)设置在同轴光照明显微镜(303)的下方，并使得同轴光照明显微镜(303)正对微型滑块(103)与玻璃盘(201)的接触区；所述精密平移台(302)设置有三个且相互叠装。

6.一种如权利要求1-5任一所述微型滑块轴承润滑油膜测量倾角调节装置的调节方法，其特征在于，按照以下步骤进行：

步骤1，微型滑块静态倾角的调节利用紧定螺钉(202)对玻璃盘(201)进行调平，微型滑块(103)在微小作用力下使其下表面与玻璃盘(201)上表面接触，球轴承连接杆(102)使微型滑块(103)和玻璃盘(201)自动实现平行面接触状态，通过球轴承连接杆(102)上的螺钉(105)来固定滑块座(101)所处位置，同时通过压电陶瓷致动器(211)的逆压电效应对玻璃盘回转调整单元(2)进行纳米级的偏转调节，可以在位于玻璃盘(201)下方的显微干涉测量单元(3)中观察到两平面所形成的干涉条纹，条纹数的多少反映了两平面间倾角的大小；

步骤2，微型滑块动态倾角稳定性的调节

当同步带轮(208)带动玻璃盘(201)以预定角速度转动时，通过在显示器上显示的接触区光学图像中是否出现干涉条纹来判定两接触表面是否完全平行，观察接触区条纹的变动，若发生变化则说明轴承(207)在转动过程中产生跳动和摆动，此时应旋转玻璃盘压盘(203)上的紧定螺钉(202)来施加预紧力，提升轴承(207)的旋转精度，使接触区条纹数在玻璃盘(201)转动过程中保持稳定，进而达到倾角的精确调节；

步骤3，实验过程中倾角的设定

当两表面完全平行后，根据预先标定的在特定倾角条件下各压电陶瓷致动器(211)所需的工作电压来对压电陶瓷驱动电源进行快速设定，进而使玻璃盘(201)在压电陶瓷致动器(211)作用下发生偏转，因而快速得到所需要的接触倾角；需要变动倾角来改变实验参数，通过驱动电源来重新设定压电陶瓷致动器(211)的工作电压，使得压电陶瓷致动器(211)的位移量发生改变，因而倾角得以重新设定；

步骤4，获得最小油膜厚度

选取干涉条纹中靠近出口处的一点，记录其在停机过程中的光强值并保存下来，经过计算即可得到最小油膜厚度。