CN214703165U - 一种油气润滑摩擦磨损实验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及摩擦磨损实验技术领域，具体讲的是一种油气润滑摩擦磨损实验装置。包括用于固定试样(7)的工作台(14)和用于摩擦试样(7)的对磨件(15)，其特征在于，所述实验装置还包括喷嘴(6)、油气混合块(5)、供油***、以及供气***；所述喷嘴(6)朝向试样(7)设置，所述喷嘴(6)与所述油气混合块(5)的出口连接，所述供油***与所述油气混合块(5)的油进入口连接，所述供气***与所述油气混合块(5)的气进入口连接。该实验装置可以向试样表面喷射油气混合液，为研究油气混合液工况下的摩擦磨损提供基础。并且可以设置油气混合液的参数，从而获得不同参数下的试验结果。

Description

一种油气润滑摩擦磨损实验装置

技术领域

本实用新型涉及摩擦磨损实验技术领域，具体讲的是一种油气润滑摩擦磨损实验装置。

背景技术

摩擦磨损实验实验机是研究试样摩擦磨损性能的试验设备，具体可以分为线接触摩擦、滚动摩擦，滑动摩擦等。

摩擦的又可以分为干摩擦和润滑摩擦。

现有技术中，在研究摩擦磨损的润滑状态下摩擦性能时，一般是将试样浸泡在润滑油中进行摩擦测试。然而，这样的试验条件工况单一，不能满足多样化的实验参数的试验需求。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决上述技术问题之一。

本实用新型所要解决的技术问题是，至少提供一种油气润滑摩擦磨损实验装置，该实验装置可以向试样表面喷射油气混合液，为研究油气混合液工况下的摩擦磨损提供基础。并且可以设置油气混合液的参数，从而获得不同参数下的试验结果。

为解决上述技术问题，本实用新型的油气润滑摩擦磨损实验装置，包括用于固定试样(7) 的工作台(14)和用于摩擦试样(7)的对磨件(15)，所述实验装置还包括喷嘴(6)、油气混合块(5)、供油***、以及供气***；所述喷嘴(6)朝向试样(7)设置，所述喷嘴(6) 与所述油气混合块(5)的出口连接，所述供油***与所述油气混合块(5)的油进入口连接，所述供气***与所述油气混合块(5)的气进入口连接。

采用上述结构后，至少具有如下优点：本申请中，压缩空气和润滑油在油气混合块中混合后，形成的油气混合液一起通过喷嘴喷射至工件，改变了将试样浸泡在润滑油中进行摩擦测试的方式，油气混合的供油方式喷油量稳定。

所述供油***包括放有润滑油的油箱、油泵、以及油量分配器；所述油泵的入口与所述油箱连接，所述油泵的出口与所述油量分配器的入口连接，所述油量分配器的出口与所述油气混合块的油进入口连接。油泵提供给润滑油流动的动力，从而可以输送到油气混合块，油量分配器可以按需求的量分配油量，保证运行的稳定性。

所述供气***包括空气压缩机、过滤减压阀、气体流量计、以及气压传感器，所述过滤减压阀的入口与所述空气压缩机的出口连接，所述气体流量计的入口与所述过滤减压阀的出口连接，所述气体流量计的出口与所述油气混合块的气进入口连接。空气压缩机产生压缩空气，压缩空气经过过滤减压阀过滤后，进入气体流量计从而输送到油气混合块，可以产生持续的气流。

所述实验装置还包括数据采集及控制***，所述油箱内设有温度传感器和加热棒，所述油量分配器与所述油气混合块之间的管路上设有油压传感器；所述温度传感器、加热棒、气体流量计、气压传感器、油压传感器、油泵均与所述数据采集及控制***电连接；

所述温度传感器用于探测所述油箱内的润滑油温度并将润滑油温度数据发送给数据采集及控制***；

所述气体流量计用于探测流入油气混合块的气体流量并将气体流量数据发送给数据采集及控制***；

所述气压传感器用于探测流入油气混合块的气压并将气压数据发送给数据采集及控制***；

油压传感器用于探测流入油气混合块的油压并将油压数据发送给数据采集及控制***；

所述数据采集及控制***用于处理所述气体流量数据、气压数据、以及油压数据，并且控制加热棒的启停、控制气体流量计的流通量大小、油泵的启停。

数据采集及控制***根据温度传感器、气体流量计、气压传感器、油压传感器实时监控油箱内的润滑油温度、气体流量、气压、油压数据，并且可以根据设定的参数进行控制加热棒的启停、控制气体流量计的流通量大小、油泵的启停，这样可以根据不同的试验参数，获得不同参数下的试验结果。

附图说明

图1是本申请实验装置的示意图。

图2是油压的控制流程图。

图3是油温的控制流程图。

其中：

1、空气压缩机；2、过滤减压阀；3、气体流量计；4、气压传感器；5、油气混合块；6、喷嘴；7、工件；8、数据采集及控制***；9、油泵；10、加热棒；11、温度传感器；12、油量分配器；13、油压传感器；14、工作台；15、对磨件；16、油箱。

具体实施方式

下文将使用本领域技术人员向本领域的其它技术人员传达他们工作的实质所通常使用的术语来描述本公开的实用新型概念。然而，这些实用新型概念可体现为许多不同的形式，因而不应视为限于本文中所述的实施例。提供这些实施例是为了使本公开内容更详尽和完整，并且向本领域的技术人员完整传达其包括的范围。也应注意这些实施例不相互排斥。来自一个实施例的组件、步骤或元素可假设成在另一实施例中可存在或使用。在不脱离本公开的实施例的范围的情况下，可以用多种多样的备选和/或等同实现方式替代所示出和描述的特定实施例。本申请旨在覆盖本文论述的实施例的任何修改或变型。对于本领域的技术人员而言明显可以仅使用所描述的方面中的一些方面来实践备选实施例。本文出于说明的目的，在实施例中描述了特定的数字、材料和配置，然而，领域的技术人员在没有这些特定细节的情况下，也可以实践备选的实施例。在其它情况下，可能省略或简化了众所周知的特征，以便不使说明性的实施例难于理解。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设有”、“安装”、“相连”、“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；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。“固定”可以是螺纹连接固定或焊接固定或者螺栓连接固定，对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1-3，在一个实施例中，一种具有油气润滑装置的实验装置，包括用于固定试样7 的工作台14和用于摩擦试样7的对磨件15，所述实验装置还包括喷嘴6、油气混合块5、供油***、以及供气***；所述喷嘴6朝向试样7设置，所述喷嘴6与所述油气混合块5的出口连接，所述供油***与所述油气混合块5的油进入口连接，所述供气***与所述油气混合块5的气进入口连接。

对磨件15具体可以是磨球或者磨轮或者摩擦块等等。

所述供油***包括放有润滑油的油箱16、油泵9、以及油量分配器12；所述油泵9的入口与所述油箱16连接，所述油泵9的出口与所述油量分配器12的入口连接，所述油量分配器12的出口与所述油气混合块5的油进入口连接。油泵9提供给润滑油流动的动力，从而可以输送到油气混合块5，油量分配器12可以按需求的量分配油量，保证运行的稳定性。

所述供气***包括空气压缩机1、过滤减压阀2、气体流量计3、以及气压传感器4，所述过滤减压阀2的入口与所述空气压缩机1的出口连接，所述气体流量计3的入口与所述过滤减压阀2的出口连接，所述气体流量计3的出口与所述油气混合块5的气进入口连接。空气压缩机1产生压缩空气，压缩空气经过过滤减压阀2过滤后，进入气体流量计从而输送到油气混合块5，可以产生持续的气流。

所述实验装置还包括数据采集及控制***8，所述油箱16内设有温度传感器11和加热棒10，所述油量分配器12与所述油气混合块5之间的管路上设有油压传感器13；所述温度传感器11、加热棒10、气体流量计3、气压传感器4、油压传感器13、油泵9均与所述数据采集及控制***8电连接；

所述温度传感器11用于探测所述油箱16内的润滑油温度并将润滑油温度数据发送给数据采集及控制***8；

所述气体流量计3用于探测流入油气混合块5的气体流量并将气体流量数据发送给数据采集及控制***8；

所述气压传感器4用于探测流入油气混合块5的气压并将气压数据发送给数据采集及控制***8；

油压传感器13用于探测流入油气混合块5的油压并将油压数据发送给数据采集及控制***8；

所述数据采集及控制***8用于处理所述气体流量数据、气压数据、以及油压数据，并且控制加热棒10的启停、控制气体流量计3的流通量大小、油泵的启停。

数据采集及控制***8根据温度传感器11、气体流量计3、气压传感器4、油压传感器 13实时监控油箱16内的润滑油温度、气体流量、气压、油压数据，并且可以根据设定的参数进行控制加热棒10的启停、控制气体流量计3的流通量大小、油泵的启停，这样可以根据不同的试验参数，获得不同参数下的试验结果。

数据采集及控制***8具体可以是单片机或者电脑。根据本实施例的控制需求，选用型号为STC15W4K32S4的1T-8501单片机，同样工作频率时，其工作速度是普通805系列的8～ 12倍，工作电压约为2.5～5.5V。

本申请油气润滑的供油方式为周期性供油，所以根据***供油量以及供油方式的需求，油泵9采用南京恒诚全自动齿轮泵，该泵有两种操作模式，分别是手动和电控，手动即点动用于初始的润滑，初始润滑完成后，在电控模式下用单片机控制压力开关，根据需求来自行设定油泵的供油时间和供油周期，也即供油时间间隔和供油周期的选择决定了供油量的大小。该齿轮泵的工作原理是：***加压时注油，指示杆伸出，***卸荷后储油，润滑油粘度不会影响流量。本申请采用的油量分配器为RH-3203递进式分配器，可以实现每一个摩擦副的准确供油。

因为润滑油的输送需要压缩空气来提供动力，故空气压缩机的压力值一般为0.2～0.5 Mpa。在油气润滑***中，压缩空气既起着输送作用，也有冷却功能，其消耗量受多重因素影响，因此为了满足生产需求，选用了台州奥突斯550W-8L无油静音作为气源。

研究表明，压缩空气过脏或者含水量过大会导致油气润滑的***故障，也会破坏油膜的稳定性，因此需要滤气减压阀的精度不低于5μm。为满足需求，本实施例选用T50滤气减压阀过滤压缩空气，其过滤精度为5μm；在本实施例中，需要对供气速度这一重要油气参数进行调控，因此选用了气体流量计来控制计量经过过滤后的气体流量，结合条件需求，选用型号为：MF300-RS232-AIR-500-4mm快拧的气体流量计，其气体最大流量为5L/min，可以通过单片机来调控具体的气体流量输出。

油气混合块是油气润滑***的关键部件，其性能及可靠性与润滑效果密切相关。它的主要功能是将油量分配器输送过来的润滑油和过滤后的压缩空气混合，并通过油气管道输送至摩擦副处，经喷嘴喷射出来完成整个油气润滑过程。选用的油气混合块同样是南京恒诚润滑设备公司的，其流量为0.1ml/cyc，油气混合块的工作周期取决于油泵的供油周期，根据所需的供油量来调节。

油气混合块的工作原理为：油泵开始工作后，主管送来润滑油，形成一定压力，定量柱塞腔中的润滑油被压出，主管卸压后，定量柱塞腔又充满润滑油。喷嘴的直径大小会影响润滑油出口的发散角度，本实施例中采用了口径为1.2mm的喷嘴。

如下具体阐述控制参数的实现。

①油压、气压调控

根据设定值，通过油压和气压传感器实时采集并读取油压和气压值，为了提高精度，测量油压和气压值10次，再取平均值，最后分别保存在油压、气压寄存器内。

因为供油是周期性的，供气是连续的，因此需要对油压进行恒压处理。根据设定的油压，由油压传感器读出油压偏差，通过控制器控制油泵的启停，来完成恒定油压的输出，其控制流程图如图2所示。

②气流控制

空气压缩机输出的气体经过空气过滤调压阀后，到达气体流量计，通过对流量计进行气体流量值的设定，作业开始时完成数值的设定，因为气体在整个试验过程中是连续的，所以只需要一次设定即可。

③油温调控

油温的调控包括油温采集、恒温控制等。

开始试验时，先设定一个温度值，由油温传感器测量油温信号值，读出温度偏差，单片机发出指令，启动加热管开始加热，当达到设定值时，油温传感器重新测量油温偏差，当偏差达到油温传感器精度范围内时，停止设备加热，其控制流程图如下图3所示。

④液位报警

为保护油泵的正常工作，设置油泵油液下限位报警，以便及时反馈处理。

所述实验装置还包括用于实时显示数据的显示器，所述显示器与所述数据采集及控制***8电连接。显示器可以显示油压、油温、气压、气流、喷油周期、喷油时间、设定油压、设定油温、设定气流等数据。

实验装置的工作方法及原理：

S1)将试样7固定在工作台14上；

S2)设置油温、油压、气流参数，启动实验装置，空气压缩机1开始工作，压缩空气通过过滤减压阀2进行过滤后，到达气体流量计3，数据采集及控制***8对气体流量进行控制计算，再继续输送到油气混合块5；油泵开始工作，润滑油通过油量分配器12进行分配，分配后的润滑油进入油气混合块5；

S3)压缩空气和润滑油在油气混合块中混合后，形成的油气混合液一起通过喷嘴6喷射至试样7。

以上所述，仅是本实用新型较佳可行的实施示例，不能因此即局限本实用新型的权利范围，对熟悉本领域的技术人员来说，凡运用本实用新型的技术方案和技术构思做出的其他各种相应的改变都应属于在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种油气润滑摩擦磨损实验装置，包括用于固定试样(7)的工作台(14)和用于摩擦试样(7)的对磨件(15)，其特征在于，所述实验装置还包括喷嘴(6)、油气混合块(5)、供油***、以及供气***；所述喷嘴(6)朝向试样(7)设置，所述喷嘴(6)与所述油气混合块(5)的出口连接，所述供油***与所述油气混合块(5)的油进入口连接，所述供气***与所述油气混合块(5)的气进入口连接。

2.按照权利要求1所述的实验装置，其特征在于，所述供油***包括放有润滑油的油箱(16)、油泵(9)、以及油量分配器(12)；所述油泵(9)的入口与所述油箱(16)连接，所述油泵(9)的出口与所述油量分配器(12)的入口连接，所述油量分配器(12)的出口与所述油气混合块(5)的油进入口连接。

3.按照权利要求2所述的实验装置，其特征在于，所述供气***包括空气压缩机(1)、过滤减压阀(2)、气体流量计(3)、以及气压传感器(4)，所述过滤减压阀(2)的入口与所述空气压缩机(1)的出口连接，所述气体流量计(3)的入口与所述过滤减压阀(2)的出口连接，所述气体流量计(3)的出口与所述油气混合块(5)的气进入口连接。

4.按照权利要求3所述的实验装置，其特征在于，所述实验装置还包括数据采集及控制***(8)，所述油箱(16)内设有温度传感器(11)和加热棒(10)，所述油量分配器(12)与所述油气混合块(5)之间的管路上设有油压传感器(13)；所述温度传感器(11)、加热棒(10)、气体流量计(3)、气压传感器(4)、油压传感器(13)、油泵(9)均与所述数据采集及控制***(8)电连接；

所述温度传感器(11)用于探测所述油箱(16)内的润滑油温度并将润滑油温度数据发送给数据采集及控制***(8)；

所述气体流量计(3)用于探测流入油气混合块(5)的气体流量并将气体流量数据发送给数据采集及控制***(8)；

所述气压传感器(4)用于探测流入油气混合块(5)的气压并将气压数据发送给数据采集及控制***(8)；

油压传感器(13)用于探测流入油气混合块(5)的油压并将油压数据发送给数据采集及控制***(8)；

所述数据采集及控制***(8)用于处理所述气体流量数据、气压数据、以及油压数据，并且控制加热棒(10)的启停、控制气体流量计(3)的流通量大小、油泵的启停。

5.按照权利要求4所述的实验装置，其特征在于，所述实验装置还包括用于实时显示数据的显示器，所述显示器与所述数据采集及控制***(8)电连接。

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