专利名称：流体润滑污染磨损试验装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种为研究间隙工况的污染磨损而设计的流体润滑污染磨损的试验装置。它是由一小型液压控制台输出一定压力流量的流体，同时由四球磨擦试验机来实现其主轴转速，间隙值的调定、摩擦力的记录等参数的控制。
污染磨粒磨损是液压元部件及各种机器使用中普遍存在的问题，不仅引起材料的巨大损失，更严重的是导致控制系统的失效，因而间隙工况的污染磨损受到了国内外学者的普遍重视，而污染磨损的研究工作与试验技术和设备的发展又是密不可分的。就目前所使用的磨损试验机来说，其摩擦付的接触形式不外是点、线、面三种，而要研究间隙工况的污染磨损，则应是相对的两表面间具有一定的间隙值(h≠0)，其中间夹有污染磨粒，这就要求应用特殊的试验方法和装置。美国oklahoma州立大学流体动力研究中心，R·K·Tessmann在研究流体污染磨损时，曾设计了一种旋转装置，它主要由旋转试样，固定试样，壳体和螺母等组成。其中的间隙可由螺母调定。旋转装置模拟了液压齿轮泵、叶电泵等的端面运动形式。该装置的不足是，试样的形状复杂，工艺性差，间隙值的调定与测量都不太方便，且当间隙较小时，流量也较小则易使流体中的磨料沉积，而使试验条件发生变化，同时试样的装拆也不方便，有关间隙工况的磨损研究大都以面接触的形式代替。如武汉材保所曾做过模拟柱塞泵配油付的接触磨损试验机，其接触形式为环面接触，接触面间仅存在接触力而无间隙。
本实用新型的目的在于提供一种即可方便地进行间隙工况污染磨损实验研究工作，同时也可进行目前常用的两种接触工况试验的试验装置。
本实用新型的目的可通过如下措施来达到一可调节两试样间隙值的间隙控制器安装在QM－12型四球摩擦试验机的主轴与油缸之间，并由一小型液压控制台给间隙控制器输入一定压力、流量的流体(包括纯净流体或污染流体)，其余的控制参数，如主轴转速、间隙值的调定，磨擦力的记录等均可借助四球机本身的机能来实现。液压控制台是采用几种通用的液压元器件设计成其功能如下的油路1.使输出流量Q为恒定；2.使流出介质恒温；3.可进行试验后介质的过滤；4.可进行试油的取样。另外，为防止试验中掺入的磨粒沉淀，而采用锥形油箱。所谓间隙控制器，是其上法兰座由四球机主轴挠性传动，而下法兰座置于推力轴承上，具有转动自由度，可测定摩擦力矩，并由轴承承受负载。一对环形试样分别置于上、下法兰座中。液压控制台输出一流量恒定的流体进入间隙控制器的油室，形成压力P，而使两环状试样不需任何固定便可自行定位，且形成间隙h。试样间间隙值的大小由四球机推力油缸调定。
本实用新型具有如下优点1.该试验装置的关键控制参数F－h特性是经过计算机优选出的参数设计的，从而具有很好的可靠性；2.由于采用静压平衡控制间隙值，故污染磨损后可自动补偿，使间隙值在试验过程中恒定，而无须外加的操作；3.上法兰座采用挠性传动，消除了偏磨现象；4.试样的形状简单，易加工，工艺性好，且试样的装卸均十分方便；5.本装置除可进行间隙工况试验外，还可进行目前常用的两种接触工况试验。
附图的图面说明如下
图1为本实用新型的试验装置的原理图图2为本实用新型的液压控制台的外形图图3为本实用新型的环形试样图图4为本实用新型的试验装置的F－h特性曲线图本实用新型下面将结合附图作进一步详述
一可调节两试样间隙值的间隙控制器22安装在QM－12型四球摩擦试验机的主轴19与油缸20之间，并由一小型液压控制台21给间隙控制器输入一定压力、流量的流体(包括纯净流体或污染流体)，其余的控制参数，如主轴转速、间隙值的调定、摩擦力的记录等均可借助四球机本身的机能来实现。由此，间隙控制器、液压控制台和QM－12型四球机构成了JM－86试验装置。该试验装置的工作原理如图1所示。
1.液压控制台21液压控制台的功用是(1)使输出流量为恒定；(2)使流出介质恒温；(3)采用锥形油箱以防掺入的磨粒沉淀；(4)对试验后的介质进行过滤；(5)取油样(可从A、B、C或D口出样)。
下面详述以上五功用的实现过程(1)输出流量的恒定开启电动机2后，齿轮泵1输出流量为Q0，为使流量Q为恒定，则必须保证通过固定节流阀9的流量为恒定，因两者的流量相等，即Q =π4d2Cd2p△p]]>从(1)式可知，若ΔP为常数则Q就恒定，所以根据间隙控制器负载的大小，相应调节可变节流阀7的开口量便可使压差ΔP恒定(从压差计8读出ΔP)。节流的流量Q1＝Q0－Q。
节流阀7、压差计8和固定节流阀9实际上组成了手动调速系统。
输出流量Q＝0.5～3(1／min)
(2)介质的恒温加热器11和温控仪10可控制温箱温度为恒定。精度±0.2℃。
温控范围10～100℃。
(3)磨粒的掺入将污染物(磨粒)在烧怀中与一定量的试验介质均匀混合，然后倒入锥形油箱12中即可。
(4)试后介质的过滤关死截止阀6，打开截止阀5，介质便可由过滤器4进行试后的过滤。
过滤精度由滤芯决定，一般为10微米。
(5)取油样为进行试油的分析化验，可从A、B、C和D四个回油口分别取样。
其中A为间隙回油，B、C为节流回油，D为过滤回油。
液压控制台尺寸约为(1000×600×700)mm3(长×宽×高)控制台底部有四个轮子，可方便自由移动。外形图如图2所示。其中12－锥形油箱；23－电源；10－温控仪；131－压力表；28′－压差表；24－开关。
2.间隙控制器22间隙控制器主要由下法兰座13、槽体14、试样15和上法兰座组成。
下法兰座13置于推力轴承17上，具有转动自由度，可测定摩擦力矩，并由轴承17承受负载。一对试样分别置于上下法兰座中，试样间形成间隙h，间隙值的大小由四球机推力油缸20调定。上法兰座16由四球机主轴挠性传动，主轴转速分六级。(转速的分级由四球机定出)
由液压控制台输出的流量(恒定)从E口进入间隙控制器的油室，形成压力P，回油分成两部分，一部分为间隙回油，流经G口回控制台，另一部分经过固定节流器18流回控制台。
间隙值可在0～100微米之间调定某一值进行实验。(1微米＝ 1/1000 毫米)间隙控制器通过液压控制台输入一具有恒流量的压力流体，使环状试样15不需任何固定，便可进行实验，在实验中由油压将其定位。所以试样的装拆极为方便。
3.试样15试样采用最简单的环形结构，其中有一端面对称开两个传动槽。上下试样是相同结构，除加工试样容易外，由于形状简单故其工艺性好，热处理时不易产生缺陷。参见图3。
4.检测仪器除图1所指出的系统外，对于间隙值h的测定有两种方法。第一种方法为用标定过的F－h曲线直接调定，F－h曲线为推力一间隙特性曲线，见图4所示。
第二种方法是由测微仪测出，并可由光线示波器进行间隙值的记录。
仪器的使用种类由用户的实验情况而定。
5.四球机四球机为定型的产品，本装置所用为QM－12型四球机，由济南材料试验机厂制造。
6.接触工况磨损试验本JM－86试验装置除可进行间隙工况的实验研究外，还可进行两种接触工况的磨损试验。一种接触工况为环状试样整体接触；另一种接触工况为分环面接触，即试验时仅有原来表面的一半参与磨损试验，这种接触类似上海材料所研制的MD－320型端面磨损试验机的接触状况。
本试验装置经研制和实验证明，间隙控制性好，实验重复性达到设计要求，可方便地进行间隙工况及两种常用的接触工况污染磨损实验研究工作。
权利要求1.一种流体润滑污染磨损试验装置，该试验装置通过一液压控制台21输出一定压力、流量的流体，由四球摩擦试验机来实现其主轴转速、间隙值的调定、摩擦力的记录的参数控制，其特征在于，四球机主轴19与油缸20之间安装有一间隙控制器22，间隙控制器的下法兰座13置于推力轴承17上且具有转动自由度，可测定摩擦力矩，并由轴承17承受负载；上法兰座16由四球机主轴挠性传动，主轴转速分六级；一对环形试样分别置于上下法兰座中。
2.如权利要求1所述的间隙控制器，其特征在于试样间通过具有恒流量的压力流体形成间隙h，间隙值的大小由四球机推力油缸20调定，其调定范围为0～100μm。
3.如权利要求1所述的间隙控制器，其特征在于由液压控制台输入一流量恒定的流体Q在试样间形成压力P，可使两环状试样不需任何固定便可自行定位。
4.如权利要求1所述的液压控制台，其特征在于由可变节流阀7、压差计8和固定节流阀9组成的手动调速系统，可实现根据间隙控制器负载的大小，相应调节阀7的开口量从而使通过阀9的流量为恒定。
5.如权利要求1所述的液压控制台，其特征在于加热器11和温控仪10可控制温箱温度为恒定，其温控范围为10～100℃。
6.如权利要求1所述的液压控制台，其特征在于操纵截止阀6和5，可使试后介质由过滤器4进行过滤，并可从A、B、C、D四个回油口分别取样进行分析化验。
7.如权利要求1所述的液压控制台，其特征在于该油箱采用圆锥形状的。
专利摘要本实用新型涉及一种流体润滑污染磨损的试验装置。该装置通过一液压控制台向间隙控制器输入一恒流量的压力流体，由四球摩擦试验机进行主轴转速、间隙值调定、摩擦力的记录等参数控制，且两环状试样通过油压自行定位于间隙控制器中，并由静压平衡控制其间隙值，故污染磨损后的间隙值可得到自动补偿而保持恒定，从而为间隙工况污染磨损的实验研究工作提供了能自行控制间隙值、操作方便、性能可靠的试验装置。
文档编号G01N3/56GK2042197SQ8821782
公开日1989年8月2日 申请日期1988年12月31日 优先权日1988年12月31日
发明者夏志新, 贾瑞清, 吴宗之 申请人:中国矿业大学北京研究生部