[发明专利]一种传动机构中模拟润滑脂贮存退化的试验装置及方法

权利要求书

1.一种传动机构中模拟润滑脂贮存退化的试验装置，其特征在于，包括壳体、润滑脂贮存盘和滚珠；所述壳体内部具有适于容置所述润滑脂贮存盘的封闭腔体，所述润滑脂贮存盘设置在所述壳体的封闭腔体内，且所述润滑脂贮存盘与所述壳体之间形成有至少一条环形滚道和至少一条环槽，所述环形滚道内涂有润滑脂并放置若干所述滚珠，所述环槽内仅涂有润滑脂。

2.根据权利要求1所述的试验装置，其特征在于，所述壳体包括呈镜像布置的上端盖和下端盖，所述上端盖和下端盖均包括盖体和盖檐，所述盖体内部沿周向加工有半圆弧状的第一沟槽；所述上端盖和下端盖通过固定件密封连接以将所述润滑脂贮存盘和滚珠封闭在内。

3.根据权利要求2所述的试验装置，其特征在于，所述润滑脂贮存盘包括盘体和盘檐，所述盘檐沿周向突出于所述盘体的轴向中部，所述盘体的轴向两端面均沿周向加工有两圈同心布置的半圆弧状第二沟槽和第三沟槽；

所述盘体上的第二沟槽与所述上端盖和下端盖内部的第一沟槽相配合，构成单圆弧状的所述环形滚道，所述环形滚道的法向截面为两段错位分布圆弧；若干所述滚珠放置于所述环形滚道内且与所述环形滚道相切，用于模拟滚动球接触副中的滚珠零件；

所述盘体上的第三沟槽与所述上端盖和下端盖之间形成所述环槽，所述环槽内仅涂抹润滑脂，用于模拟滚动球接触副中没有与滚珠接触的润滑脂贮存情形。

4.根据权利要求3所述的试验装置，其特征在于，所述上端盖和下端盖内部的第一沟槽及所述润滑脂贮存盘上的第二沟槽的法向截面直径取决于所述滚珠的直径大小，切向截面中心圆直径取决于所述滚珠的数量。

5.根据权利要求3所述的试验装置，其特征在于，在位于所述第二沟槽处的所述盘体上加工有若干个通孔，所述通孔内涂抹润滑脂并放置有所述滚珠，用于模拟滚动球接触副中可能不受载荷的滚珠环境。

6.根据权利要求5所述的试验装置，其特征在于，在所述上端盖和下端盖的盖檐分别与所述润滑脂贮存盘的盘檐之间均设置有密封圈。

7.根据权利要求6所述的试验装置，其特征在于，所述紧固件包括螺栓和螺母，所述上端盖和下端盖的盖檐、润滑脂贮存盘的盘檐和密封圈上均沿周向均匀分布若干同轴的固定通孔，所述螺栓穿过各所述固定通孔后与所述螺母配合实现各构件连接和紧固，并通过对所述螺栓施加预紧扭矩来对内部所述滚珠施加预紧载荷。

8.根据权利要求7所述的试验装置，其特征在于，对所述螺栓所施加的预紧扭矩大小取决于实际滚动球接触副预紧扭矩的大小，施加方式采用数显扭矩扳手拧紧所述螺母，具体为：

当用此试验模拟滚珠丝杠副中滚珠受到预紧载荷时，所述螺栓提供的预紧载荷F根据下式(1)计算：

其中，F_P是实际滚珠丝杠副施加的预紧力；α是滚珠丝杠副接触角；λ是螺旋升角。

根据所述螺栓的预紧扭矩与预紧载荷的关系，对所述螺栓施加的预紧扭矩T根据下式(2)计算：

T＝KFd (2)

其中，K是扭矩系数；d是螺纹公称直径。

9.根据权利要求1至8任意一项所述的试验装置，其特征在于，所述壳体和润滑脂贮存盘均采用9Cr18不锈钢制作而成，所述滚珠采用高碳铬轴承钢制作而成。

10.一种传动机构中模拟润滑脂贮存退化的试验方法，基于如权利要求8所述的试验装置，其特征在于，该试验方法包括如下步骤：

步骤1：将润滑脂贮存盘水平放置，在其上侧盘体的第二沟槽和第三沟槽内侧及通孔内壁上涂抹待研究贮存退化性质的润滑脂；

步骤2：放置上侧滚珠于第二沟槽上，并按照第二沟槽轨迹填满上侧滚珠；

步骤3：将上侧密封圈套置于润滑脂贮存盘的盘檐上檐；

步骤4：将上端盖安装在润滑脂贮存盘的上侧盘体处，在上端盖的第一沟槽内侧涂抹润滑脂，并与上侧盘体的第二沟槽配合构成单圆弧状的环形滚道；

步骤5：将上述结构倒置，使润滑脂贮存盘的下侧盘体朝上，在下侧盘体的第二沟槽和第三沟槽内侧及通孔内壁上涂抹待研究贮存退化性质的润滑脂，并放置下侧滚珠，操作同步骤2；

步骤6：在润滑脂贮存盘的通孔内放入滚珠；

步骤7：在润滑脂贮存盘的盘檐下檐套置下侧密封圈，并安装下端盖于下侧盘体，操作同步骤3和步骤4；

步骤8：利用紧固件实现上述各构件的连接和紧固；

步骤9：通过数显扭矩扳手对紧固件施加预紧扭矩T，预紧扭矩T的大小由上述式(2)计算所得；

步骤10：控制润滑脂贮存条件变量，进行润滑脂贮存退化试验。