[发明专利]一种双向速度点接触光弹流试验台

说明书

本发明属于光干涉试验设备技术领域，具体涉及一种双向速度点接触光弹流试验台，主体结构包括导轨、球盒、伺服电机、联轴器、小球连杆、球托、钢球、拉伸弹簧、玻璃盘、螺纹压板、轴承、主轴、激振器连杆、激振器轴套和激振器螺纹托，使用时，分别与相机、显微镜、信号发生器、计算机和2个激振器连接，激振器分别带动钢球往复运动和玻璃盘旋转，支架上安装的显微镜和相机用于记录试验过程中钢球与玻璃盘接触区的油膜图像并存入计算机，一号伺服电机控制钢球的转速，二号伺服电机控制玻璃盘的转速，激振器控制钢球轴向往复运动的距离，信号发生器控制钢球轴向往复运动的频率，计算机控制试验过程中激振器的初始载荷大小。

技术领域：

本发明属于光干涉试验设备技术领域，具体涉及一种双向速度点接触光弹流试验台，与激振器、信号发生器和计算机配合进行光干涉试验。

背景技术：

光干涉方法是利用光干涉原理而设计的一种物理方法，主要技术手段是各种干涉仪。光的干涉是若干个光波(成员波)相遇时产生的光强分布不等于由各个成员波单独造成的光强分布之和，而出现明暗相间的现象。干涉现象通常表现为光强在空间作相当稳定的明暗相间条纹分布；有时则表现为当干涉装置的某一参量随时间改变时，在某一固定点处接收到的光强按一定规律作强弱交替的变化。干涉可分为双光波干涉和多光波干涉。当成员波在考察点处偏振方向不一致时，产生偏振光的干涉。可广泛用于精密计量、天文观测、光弹性应力分析及光学精密加工中的自动控制等领域。光干涉法是测量润滑油膜厚度最有效的方法之一，干涉图像光强和色彩反映出接触区内部油膜厚度的形状和分布，控制摩擦、减小磨损、改善润滑性能已成为节约能源和原材料、缩短维修时间的重要措施。控制摩擦磨损的方法往往来自于试验的表征，随着摩擦学发展，试验研究的工况越来越复杂，现有的单向速度点接触试验台已经无法满足试验的需要了，例如：中国专利201010198089.9公开的重载光弹流油膜测量装置由三个部分组成：一、运动机构，包括伺服电机、带轮、丝杠、滑块和透明材料，其中伺服电机为动力源，通过带轮带动丝杠，丝杠被固定在滑块上，滑块由丝杠带动在导轨上作直线滑动，滑块中装有透明材料，其下表面压在被测试件上，与被测试件构成一对接触体，透明材料暴露在外的宽度略大于滚子长度；二、支承机构，包括一对固定滚轮、和一对浮动滚子、被测试件由一对浮动滚子、支承，同时这对浮动滚子、又由上述一对固定滚轮、和加载滚轮支承，固定滚轮、和加载滚轮上都各自装有滚动轴承，可实现纯滚动；三、加载机构，包括载荷砝码和另一端的加载滚轮，载荷砝码通过杠杆机构放大后由加载滚轮作用在被测试件上，加载滚轮上装有滚动轴承；入射冷光源通过窄带滤光片，经显微镜照射到试件上，干涉图像也通过显微镜放大后，由CCD传输到计算机处理；中国专利201610850701.3公开的一种高速重载滚子光弹流油膜测量装置包括运动机构、加载机构、支撑装置和图像采集处理系统，所述运动机构包括调速电机、第一联轴器、减速器、第二联轴器、转动盘、轴套和透明材料，所述调速电机通过所述第一联轴器与所述减速器相连，所述减速器通过所述第二联轴器与所述转动盘相连，所述转动盘连接所述轴套，所述透明材料具有伸出端和与所述伸出端相对应的插入端，所述插入端插设于所述轴套中，所述伸出端外露于所述轴套，所述转动盘带动所述轴套，所述轴套带动所述透明材料作旋转运动，所述加载机构包括可移动支撑、杠杆、气缸、压力传感器、浮动滚轮、被测滚子和气缸控制系统，所述气缸控制系统与所述气缸电性连接，所述杠杆的一端连接所述浮动滚轮，另一端连接所述气缸，所述杠杆的中部套设有所述可移动支撑，所述浮动滚轮接触所述被测滚子，所述被测滚子设置在所述浮动滚轮的下方，所述支撑装置包括偶数个支撑轮，所述偶数个支撑轮对称分布在所述透明材料的伸出端的两侧，所述图像采集处理系统包括图像采集装置和图像处理系统，所述图像采集装置设置于所述透明材料的外侧，所述图像采集装置与被测滚子对齐，所述图像采集装置与所述图像处理系统电性连接；中国专利201811155691.7公开的一种圆环式光弹流油膜测量试验机，包括底座和安装在底座上的轴承座，所述的底座上设有驱动机构、加载机构以及图像采集处理系统，驱动机构：包括由轴承座支撑的传动主轴，传动主轴前端连接有套筒，套筒内圈固连有玻璃环，玻璃环内圈底部放置有被测滚子；加载机构：包括平行传动主轴轴线设置的前杠杆、垂直于前杠杆且与前杠杆不在同一平面的后杠杆，前杠杆前端安装有带浮动滚轮的加载头，所述浮动滚轮垂直施压于被测滚子上构成油膜接触区域，后杠杆前端施压于前杠杆后端上，后杠杆后端悬挂有加压砝码；图像采集处理系统：包括显微镜、光源以及数据采集处理的电脑，所述显微镜具有拍摄所述油膜接触区域所形成的油膜干涉图并传输至电脑的高速摄像机。因此，寻求设计一种双向速度点接触光弹流试验台，具有良好的经济效益和社会效益。