一种高旋转精度的润滑剂测试台架的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种高旋转精度的润滑剂测试台架，光学平板的表面中心开有通孔，与光学平板的表面垂直的主轴其中部位置通过轴承座安装在光学平板的通孔上，主轴上端安装有测试圆盘，下端通过弹性联轴器与伺服电机的输出轴同轴线安装，伺服电机固定在电机支架上，电机支架固定在光学平板上。伺服电机带动主轴及测试圆盘转动，通过考察测试圆盘和滚珠或滚子等组成的摩擦副间的摩擦、磨损及润滑的情况从而测试润滑剂的性能。本实用新型具有旋转稳定、控制方便、旋转精度高的特点。
【专利说明】
一种高旋转精度的润滑剂测试台架
技术领域
[0001]本实用新型涉及润滑剂的测试技术领域，具体的说是一种高旋转精度的润滑剂测试台架。
【背景技术】
[0002]润滑膜在摩擦中起到承载、减磨、散热等作用，测试润滑剂的润滑性能主要就是测试其润滑膜在摩擦中的厚度、压力和温度等的变化。因为摩擦副接触面积小，特别是弹性流体动力润滑时的点、线接触，一般为微米量级尺寸，还有润滑膜厚度薄，一般为亚微米甚至纳米量级的尺寸，所以对润滑剂测试装置的运转精度及稳定性有很高的要求。
[0003]常见的润滑剂测试设备或装置有四球试验机、环块试验机、球盘试验机等，它们基本上都是在两个相互运动的摩擦副部件间加注润滑剂后，考察摩擦副间摩擦、磨损及润滑现象，从而判断润滑剂的性能或者摩擦副材料的摩擦学性能。其中球盘试验机是一种常见的用于摩擦学基础研究及润滑剂测试的装置，通过记录旋转的玻璃盘与钢球接触时光干涉条纹从而分析计算出润滑膜的厚度、研究润滑机理，试验机对玻璃盘的旋转精度要求极高。所以，要想进行精确的进行润滑剂的性能测试，必须研制一种高旋转精度的润滑剂测试台架，测试台架的旋转精度不但应该要满足当前进行润滑膜厚度的测试需要，还能应满足可能的压力和温度等其他场合的测试需要。
【发明内容】
[0004]本实用新型的目的是提供一种转动稳定、控制方便的高旋转精度的润滑剂测试台架，以测试润滑剂的润滑性能。
[0005]本实用新型的技术方案如下:
[0006]一种高旋转精度的润滑剂测试台架，光学平板的表面中心开有通孔，与光学平板的表面垂直的主轴其中部位置通过轴承座安装在光学平板的通孔上，主轴上端安装有测试圆盘，下端通过弹性联轴器与伺服电机的输出轴同轴线安装，伺服电机固定在电机支架上，电机支架固定在光学平板上。
[0007]上述中，主轴对应轴承座位置由上向下依次套装有:上端盖、上油封、上轴承、上锁定垫圈、上锁紧螺母、下轴承定位套筒、下轴承、下锁定垫圈、下锁紧螺母、下油封和下端盖，上端盖与轴承座同时固定在光学平板上，下端盖固定在轴承座上，其中，上轴承的内圈由主轴轴肩及上锁定垫圈、上锁紧螺母锁紧，外圈通过轴承座卡槽及上端盖固定;下轴承的内圈由下轴承定位套筒及下锁定垫圈、下锁紧螺母锁紧。
[0008]上述中，上轴承为角接触球轴承，有两个，背靠背配对安装，下轴承为深沟球轴承。
[0009]上述中，测试圆盘套装在主轴上端的圆台上，并用压盖旋接固定。
[0010]台架中总的负载转动惯量必须与伺服电机的转动惯量相匹配，即满足以下条件
[0011]Ji/Ju^R
[0012]上式中为总的负载转动惯量，/m为伺服电机转子的转动惯量，R为伺服电机厂商推荐的负载转动惯量与转子转动惯量的比值的最大值。
[0013]台架中凡是作旋转运动部件均为伺服电机的负载，计算方法如下
[0014]Ji= JdX- Ja+ /c+2/bl + Jwl+ Jnl + Js + Jb2+ Jw2+ Jn2+ Jp
[0015]上式中，Jd为测试圆盘的转动惯量，；为主轴的转动惯量，Jc为压盖的转动惯量，/bl为角接触球轴承的内圈的转动惯量，为上方角接触球轴承的锁定垫圈的转动惯量，/^为上方角接触球轴承的锁紧螺母的转动惯量，Js为套筒的转动惯量，Jb2为深沟球轴承的内圈的转动惯量，/w2为下方深沟球轴承的锁定垫圈的转动惯量，/n2为下方深沟球轴承的锁紧螺母的转动惯量，Jp为弹性联轴器的转动惯量。
[0016]在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确规定和限定，术语“安装”、“固定”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，对于本领域普通技术人员可以就具体情况理解上述术语在本实用新型的具体含义。
[0017]本实用新型采用了一端角接触球轴承配对支撑、一端角接触球轴承支撑并且可以通过锁紧螺母调整预紧量的轴系结构，安装在高平面度的光学平板上，测试圆盘的转速由伺服电机直接控制，使得测试圆盘转动稳定、控制方便，在回转半径65mm处测得相对于光学平板的轴向跳动公差在±15μπι以内，径向跳动公差可忽略，为润滑剂测试提供了一种旋转精度高的测试台架。
【附图说明】
[0018]图1是本实用新型的整体结构示意图。
[0019]图2是本实用新型的剖视图。
[0020]图3是图2的局部放大图。
[0021]图4是本实用新型的主轴示意图。
[0022]图5是本实用新型的轴承座示意图。
【具体实施方式】
[0023]以下将结合附图，对本实用新型的【具体实施方式】加以详细说明，所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的【具体实施方式】。
[0024]参照图1，本实用新型提供的一种高旋转精度的润滑剂测试台架，光学平板3的表面中心开有通孔，与光学平板3的表面垂直的主轴6其中部位置通过轴承座4安装在光学平板3的通孔上，主轴6上端安装有测试圆盘7，下端通过弹性联轴器10与伺服电机I的输出轴同轴线安装，伺服电机I固定在电机支架2上，电机支架2固定在光学平板3上。
[0025]如图2、图3、图4和图5所示，主轴6对应轴承座4位置由上向下依次套装有:上端盖5、上油封19、上轴承11、上锁定垫圈12、上锁紧螺母13、下轴承定位套筒14、下轴承15、下锁定垫圈16、下锁紧螺母17、下油封18和下端盖9，上端盖5与轴承座4同时固定在光学平板3上，下端盖9固定在轴承座4上。上轴承11的内圈由主轴轴肩62及上锁定垫圈12、上锁紧螺母13锁紧，外圈通过轴承座卡槽42及上端盖5固定;下轴承15的内圈由下轴承定位套筒14及下锁定垫圈16、下锁紧螺母17锁紧。
[0026]如图2和图3，上轴承11为角接触球轴承，有两个，背靠背配对安装，下轴承15为深沟球轴承。
[0027]如图1、图2及图4所示，测试圆盘7套装在主轴6上端的圆台61上，并用压盖8旋接固定。圆台61有很高的平面度，及与主轴6中心轴线有很高的垂直度，从而保证在安装测试圆盘7后对圆盘表面在轴线方向的跳动公差影响减至最小。
[0028]如图3所示，在主轴6上加工有键槽65用于安装弹性联轴器10，第一凹槽63及第二凹槽64分别用于安装上锁定垫圈12和下锁定垫圈16。
[0029]如图4所示，轴承座4上的卡槽42用于对上轴承11的外圈进行定位，轴承座4与光学平板3的配合面41有很高的平面度，及与轴承座4中心轴线有很高的垂直度，从而保证在轴承座4安装于光学平板3后，对测试圆盘7与光学平板3的高度差即跳动公差影响减至最小。
[0030]在本实用新型中，下轴承与上轴承的距离由下轴承定位套筒的长度决定，下轴承的外圈可沿轴承座对应孔的轴线方向浮动、变化位置，主轴的下端为自由端，可以避让主轴的伸缩。
[0031]在本实用新型中，主轴转动的同时，测试圆盘与滚珠或滚子等构成摩擦副，在此摩擦副间添加润滑剂，通过考察润滑膜的厚度、压力和温度等的变化从而测试润滑剂的性能。
[0032]在本实用新型中，可以通过上轴承下方的锁紧螺母调整预紧量，从而提高轴承的刚性和台架的旋转精度。
[0033]本实用新型在使用时，伺服电机I转动的同时，主轴6—并转动，通过压盖8固定在主轴6上的测试圆盘7同时转动，测试圆盘7转动时其相对光学平板3维持在一个很稳定的高度即轴向跳动公差很小，在回转半径为65mm的时候轴向跳动公差在±15μπι以内，而因为采用了高精度的角接触球轴承背靠背配对安装预紧支撑，并且测试时径向的接触面积比轴向的润滑膜厚度尺寸量级高得多，所以径向跳动公差可以忽略。
[0034]应当理解的是，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不足以限制本实用新型的技术方案，对本领域普通技术人员来说，在本实用新型的精神和原则之内，可以根据上述说明加以增减、替换、变换或改进，而所有这些增减、替换、变换或改进后的技术方案，都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。
【主权项】
1.一种高旋转精度的润滑剂测试台架，其特征在于，光学平板的表面中心开有通孔，与光学平板的表面垂直的主轴其中部位置通过轴承座安装在光学平板的通孔上，主轴上端安装有测试圆盘，下端通过弹性联轴器与伺服电机的输出轴同轴线安装，伺服电机固定在电机支架上，电机支架固定在光学平板上。2.根据权利要求1所述的一种高旋转精度的润滑剂测试台架，其特征在于，主轴对应轴承座位置由上向下依次套装有:上端盖、上油封、上轴承、上锁定垫圈、上锁紧螺母、下轴承定位套筒、下轴承、下锁定垫圈、下锁紧螺母、下油封和下端盖，上端盖与轴承座同时固定在光学平板上，下端盖固定在轴承座上，其中，上轴承的内圈由主轴轴肩及上锁定垫圈、上锁紧螺母锁紧，外圈通过轴承座卡槽及上端盖固定；下轴承的内圈由下轴承定位套筒及下锁定垫圈、下锁紧螺母锁紧。3.根据权利要求2所述的一种高旋转精度的润滑剂测试台架，其特征在于，上轴承为角接触球轴承，有两个，背靠背配对安装，下轴承为深沟球轴承。4.根据权利要求1所述的一种高旋转精度的润滑剂测试台架，其特征在于，测试圆盘套装在主轴上端的圆台上，并用压盖旋接固定。
【文档编号】G01D11/30GK205643306SQ201620440224
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年5月16日
【发明人】陈英俊, 项顺伯, 龚勇镇
【申请人】广东石油化工学院