1.一种低粘润滑介质动压承载液膜生成转速测试台,其特征是:包括在底板(1)上依次联接的驱动组件、液膜生成组件、检测组件,还包括润滑介质循环系统与信号处理系统;
所述驱动组件是由电机(2)驱动传动轴(8)绕中轴线回转;
所述液膜生成组件中,固装在底板(1)上的箱体(9)内部形成密封腔(10),由所述润滑介质循环系统经循环回路向所述密封腔(10)内注入润滑介质,所述传动轴(8)自由端悬伸入所述密封腔(10)内,轴端同轴联接动环(13)与静环(15),整体浸没于密封腔(10)内的润滑介质中;所述动环(13)固套在所述传动轴(8)的轴端,初始状态下与静环(15)相接触;所述静环(15)朝向动环(13)的一端开口,自开口向内形成中空腔,另一端露出于箱体(9)外,露出部由滑动轴承(16)支承并得到径向固定,露出部侧壁上开设有与所述中空腔相通、供泄露的润滑介质流出的小孔(17),露出端面由同轴布置的弹性元件(19)依靠弹力沿轴向抵紧;所述静环(15)与动环(13)之间通过所述传动轴(8)的回转运动能够生成液膜,且所述静环(15)能够相对动环(13)沿轴向位移,与动环(13)之间形成的轴向间隙的大小作为液膜膜厚,所述静环(15)露出部的侧壁上还外设有金属薄片(18),用于与位移传感器(20)相配合;
所述检测组件包括所述位移传感器(20)、力传感器(21)、滑台(23)与所述弹性元件(19);所述位移传感器(20)为固定构件,测量头正对所述金属薄片(18),用于实时检测静环(15)与动环(13)之间生成液膜的动态膜厚值;所述力传感器(21)通过传感器座固装在滑台(23)上,顺着所述传动轴(8)的轴向布置,检测端与所述静环(15)的露出部端面之间张紧有所述弹性元件(19),用于实时检测通过所述弹性元件(19)施加在静环(15)上的预紧力值,所述滑台(23)能够带动所述力传感器(21)沿轴向位移,通过所述弹性元件(19)调节所述预紧力值的大小;
由所述位移传感器(20)实时检测的动态膜厚值以及由所述力传感器(21)实时检测的预紧力值,是由所述信号处理系统的信号采集器采集后传输至计算机,所述计算机还用于通过电机(2)驱动器对电机(2)转速进行控制。
2.根据权利要求1所述的低粘润滑介质动压承载液膜生成转速测试台,其特征是:所述箱体(9)正对驱动组件一侧的箱壁上开设第一穿孔,所述传动轴(8)穿过所述第一穿孔伸入所述密封腔(10)内,于第一穿孔处采用接触式机械密封构成与箱壁之间的密封结构;
所述箱体(9)朝向检测组件的一端由端盖(24)封装,在所述端盖(24)上开设供所述静环(15)穿设的第二穿孔,在所述静环(15)的外周、对应于所述第二穿孔处环设一圈硅胶密封圈(25),构成与所述端盖(24)之间的密封。
3.根据权利要求1所述的低粘润滑介质动压承载液膜生成转速测试台,其特征是:所述动环(13)采用硬质合金或碳化硅材料制成,与所述静环(15)相接触的端面为具有微织构特征的微织构表面。
4.根据权利要求3所述的低粘润滑介质动压承载液膜生成转速测试台,其特征是:所述动环(13)端面上的微织构特征为微孔阵列结构或螺旋槽状结构。
5.根据权利要求1所述的低粘润滑介质动压承载液膜生成转速测试台,其特征是:所述静环(15)采用聚四氟乙烯材料制成,与动环(13)相接触的端面经研磨处理。
6.根据权利要求1所述的低粘润滑介质动压承载液膜生成转速测试台,其特征是:所述润滑介质循环系统包括润滑介质储存容器(32)与带有电动隔膜泵(33)、调速阀(34)、液压表(35)的循环回路(36),所述润滑介质储存容器(32)与所述循环回路(36)相接,用于储存与供应润滑介质,所述箱体(9)上设有与所述密封腔(10)相通的介质入口与介质出口,经所述介质入口与所述介质出口接入所述循环回路(36)中,整体构成闭合回路。
7.根据权利要求1所述的低粘润滑介质动压承载液膜生成转速测试台,其特征是:所述力传感器(21)为S型力传感器(21)。
8.根据权利要求1所述的低粘润滑介质动压承载液膜生成转速测试台,其特征是:所述位移传感器(20)为电涡流传感器。
9.一种低粘润滑介质动压承载液膜生成转速测试方法,其特征是:利用权利要求1‑8任一项所述低粘润滑介质动压承载液膜生成转速测试台进行,包括在不同驱动转速条件下或不同预紧力条件下或不同介质压力条件下对承载液膜生成影响的测试;
第一组、不同驱动转速条件下对承载液膜生成影响的测试是按如下步骤进行:步骤a1、在传动轴(8)的自由端安装好动环(13),检查设备完好,通过滑台(23)调节、同时利用力传感器(21)检测,将弹性元件(19)预紧力设置至设定大小后,锁紧滑台(23),再调整循环回路上的调速阀,将润滑介质压力设置为预设压力值,之后给电动隔膜泵通电,通过循环回路向箱体(9)的密封腔(10)内注入润滑介质,直至注满密封腔(10);
步骤a2、启动电机(2),由计算机通过电机(2)驱动器控制电机(2)升速至初始设定转速值,记录此时位移传感器(20)的测量值;
步骤a3、通过计算机逐次调整电机(2)转速至其他各设定转速值,并逐次记录位移传感器(20)相应的测量值;
步骤a4、完成第一组测试,关停电机(2)以及电动隔膜泵;
第二组、不同预紧力条件下对承载液膜生成影响的测试是按如下步骤进行:步骤b1、完成第一组测试后,通过滑台(23)调节、同时利用力传感器(21)检测,重新设置弹性元件(19)预紧力,之后给电动隔膜泵通电,通过循环回路向箱体(9)的密封腔(10)内注入润滑介质,直至注满密封腔(10);
步骤b2、启动电机(2),由计算机通过电机(2)驱动器控制电机(2)升速至设定转速,记录此时位移传感器(20)的测量值;
步骤b3、关停电机(2)与电动隔膜泵;
步骤b4、通过滑台(23)调节、同时利用力传感器(21)检测,逐次将弹性元件(19)预紧力设置为其他各设定值,在不同预紧力下分别参照步骤b1至步骤b3逐次进行测试并记录相应的位移传感器(20)测量值;
第三组、不同介质压力条件下对承载液膜生成影响的测试是按如下步骤进行:步骤c1、通过滑台(23)调节、同时利用力传感器(21)检测,设置好弹性元件(19)预紧力后,锁紧滑台(23),再调整循环回路上的调速阀,将循环润滑介质的压力设置为预设压力值,之后给电动隔膜泵通电,通过循环回路向箱体(9)的密封腔(10)内注入润滑介质,直至注满密封腔(10);
步骤c2、启动电机(2),计算机通过电机(2)驱动器控制电机(2)升速至设定转速值,记录此时位移传感器(20)的测量值;
步骤c3、调整调速阀,将循环润滑介质的压力逐次设置并稳定在其他各设定压力值,在不同介质压力下分别参照步骤c1至步骤c2逐次进行测试,并分别记录对应的位移传感器(20)的测量值;
步骤c4、完成第三组测试后,关停电机(2)与电动隔膜泵。
10.一种低粘润滑介质动压承载液膜生成转速测试方法,其特征是:利用权利要求1‑8任一项所述低粘润滑介质动压承载液膜生成转速测试台进行,是在不同微织构特征条件下对承载液膜生成影响的测试,按如下步骤进行;
步骤d1、准备多个动环(13),各动环(13)对应与静环(15)相接触的端面具有不同结构形式的微织构特征;
步骤d2、在传动轴(8)的自由端安装上第一个动环(13),检查设备完好,通过滑台(23)调节、同时利用力传感器(21)检测,将弹性元件(19)预紧力设置至设定大小后,锁紧滑台(23),再调整循环回路上的调速阀,将循环润滑介质压力设置为预设压力值,之后给电动隔膜泵通电,通过循环回路向箱体(9)的密封腔(10)内注入润滑介质,直至注满密封腔(10);
步骤d3、启动电机(2),由计算机通过电机(2)驱动器控制电机(2)升速至设定转速值,记录此时位移传感器(20)的测量值;
步骤d4、关停电机(2)以及电动隔膜泵;
步骤d5、换下第一个动环(13),将余下的动环(13)逐个依次安装在传动轴(8)的自由端上,利用余下的各动环(13)参照步骤d2至步骤d4依次进行测试,并逐次记录对应的位移传感器(20)测量值。