[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

说明书

本发明公开了一种微型滑块轴承润滑油膜测量倾角调节装置及其调节方法，利用紧定螺钉对玻璃盘进行调平，将微型滑块与玻璃盘接触，同步带轮带动玻璃盘旋转，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。根据预先标定的在特定倾角条件下各压电陶瓷致动器所需的工作电压来对压电陶瓷驱动电源进行快速设定，进而使玻璃盘在压电陶瓷致动器作用下发生偏转，因而快速得到所需要的接触倾角。倾角大小及方向的调节效率和精度均得到很大的提升。

技术领域

本发明属于低副接触流体润滑油膜的实验测量技术领域，涉及一种微型滑块轴承润滑油膜测量倾角调节装置及其调节方法。

背景技术

在工业应用领域中，油膜润滑是一个极其重要的研究内容。这种润滑方式是借助于在两摩擦表面之间形成分隔油膜，以减少表面磨损。润滑油膜的实验研究主要针对于摩擦副之间的油膜厚度和形状。根据接触力学特征，油膜润滑中的两摩擦表面的接触状态可以分为高副接触(点接触，线接触)和低副接触(面接触)。在高副接触中，对油膜厚度及其形状的测量方法已经有很多，例如电容法，光干涉法等。在低副接触中，摩擦副一般有两种形式，一种是轴颈和轴套配合的径向滑动轴承，另外一种是两平面接触的滑块轴承。其中，径向滑动轴承的油膜厚度测量在面接触润滑油膜厚度测量系统中最为常见，例如光纤位移传感器法，超声共振法等，另外还有测量轴套或轴径位移的间接方法。此外，相当多的基于流体润滑油膜厚度的基础理论是以平面接触的滑块轴承为数学模型进行的。两平面间的倾角作为研究理论的基本参数之一，它所对应的基础实验研究要求在测试过程中倾角要作为一个不变量。

现有的平面滑块轴承油膜厚度测量系统在平面间的微小倾角调节存在一定的局限性：(1)采用的柔性多自由度连接机构为十字头，导致机构下端滑块自由度受到限制；(2)采用一组均布螺杆来手动调节调节盘，过程繁琐，可重复性差，且由于改变的是系统的弹性变形量，导致倾角易受弹性变形量跳动的影响；(3)玻璃盘上下表面均采用橡胶垫并不能很好地平衡轴承系统的跳动和摆动。

发明内容

为了达到上述目的，本发明提供一种微型滑块轴承润滑油膜测量倾角调节装置，可以很容易的测定微型滑块工作面与透明光学玻璃盘之间的倾角，且倾角大小及方向的调节效率和精度均得到很大的提升。

本发明的另一目的是提供一种微型滑块轴承润滑油膜测量倾角调节方法。

本发明所采用的技术方案是，微型滑块轴承润滑油膜测量倾角调节装置，包括双层的机架以及设置在机架上的显微干涉测量单元、玻璃盘回转调整单元、微型滑块固定调节单元与加载单元，所述机架用于支撑和固定各个部件；所述玻璃盘回转调整单元设置在机架上层表面，玻璃盘回转调整单元包括轴承，轴承的内外表面分别设置轴承内套、轴承外套，轴承外套外凸肩处均布6块压电陶瓷致动器用来对整个单元进行偏转调节，轴承内套内凸肩处放置碟簧，碟簧向上依次设置玻璃盘、和玻璃盘压盘，玻璃盘压盘位于玻璃盘上圆周面，玻璃盘上下边缘均布碟簧；紧定螺钉设置在玻璃盘压盘内用于对玻璃盘进行预固定和初步调平；同步带轮通过轴承与玻璃盘连接从而带动玻璃盘转动；所述显微干涉测量单元设置在机架底层且位于玻璃盘的下方；所述微型滑块固定调节单元设置在玻璃盘上面，所述微型滑块固定调节单元包括滑块座，滑块座底部固定微型滑块，微型滑块底部与两侧均设置保护垫片，微型滑块与保护垫片之间通过螺钉固定；滑块座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下端连接；所述加载单元包括压板，压板的一端固定在压板支座的轴承座上轴承连接，压板的中部竖直设置有平衡机构，平衡机构下方设置有弹簧，弹簧位于压板支座与压板之间；所述压板支座连接到机架上层表面并处于中轴线上。

进一步的，所述轴承上端设置有轴承压盖。

进一步的，所述玻璃盘和玻璃盘压盘之间设置有垫片。

进一步的，所述压电陶瓷致动器上下表面设置有致动器垫片。

进一步的，通过轴承外套外凸肩处6个固定螺栓，将轴承外套连接到机架上层表面并处于中轴线上。