一种用于圆柱滚子或圆锥滚子的悬挂式空间可调供油滚托

技术领域

本发明属于线接触流体润滑领域,特别是在滚托需要倒置安装且有喷油润滑需求的油膜实验测量设备。

背景技术

线接触油膜润滑是机械工程领域中一种常见的润滑方式,接触副之间的油膜厚度是体现润滑性能的一项重要指标。润滑油膜的实验研究主要是测量相对运动表面之间的油膜厚度和润滑油分布。常见的运动方式有两种：1)滚托放在玻璃盘下方，滚子置于玻璃盘和滚托之间且与玻璃盘接触，并在玻璃盘上方对接触区内润滑油膜干涉条纹进行拍摄；2)滚子置于玻璃盘上方，且由特定夹具固定，拍摄位置处于玻璃盘下方，这也使得试验过程中滚子无法自由滚动。对于拍摄位置处于玻璃盘下方且要求滚子自由滚动的线接触润滑油膜厚度测量系统，目前尚缺少保证滚子自由转动的安装夹具。

专利CN111572277A提出了一种应用于辅助机构技术领域能够快速调节的滚托支撑结构，该结构便于调整滚子的移动，但无法对滚子的轴线角度进行调整。

发明内容

本发明公开了一种应用于圆柱或圆锥滚子的悬挂式空间可调供油滚托，该滚托可以快速实现倒置安装并保证圆柱或圆锥滚子不掉落，实验过程中确保线接触圆柱或圆锥滚子在滚托的下方与配对副接触，同时还要保证圆柱或圆锥滚子能够自由滚动，尤其是在有限的安装空间中能够实现圆柱或圆锥滚子的直径尺寸可调。在高速运转工况下还可以通过控制供油泵在乏油出现的第一时刻对接触副及时补充润滑油。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

本发明的实施例提供了一种圆柱或圆锥滚子的悬挂式空间可调供油滚托，包括固定滑板，在固定滑板的底面悬挂有吊环和滚子滚托结构，吊环与滚托结构之间可以放置圆柱或圆锥滚子；所述的滚子滚托结构与固定滑板之间还设置有滚子滚托结构的角度调整装置和距离调整装置，所述的角度调整装置用于调整滚子滚托结构的角度，所述的距离调整装置用于调整滚子滚托结构与吊环之间的距离；圆柱或圆锥滚子安装在滚子滚托结构下方并由吊环支撑，防止在非实验状态时圆柱或圆锥滚子掉落，且所述的吊环内部设置有供油腔和喷油口，实验过程中可以根据实验需求对摩擦副进行润滑油补充。

作为进一步的技术方案，所述的滚子滚托结构，由上轴承座、微型轴承、下轴承座、支撑轴组成；其中，上轴承座和下轴承座上下安装在一起，形成支撑轴安装孔，两个支撑轴的两端通过微型轴承安装在四个支撑轴安装孔内，每个支撑轴中心对称设置阶梯状凸起，用于支撑圆柱滚子或者圆锥滚子。

作为进一步的技术方案，所述的上轴承座与角度调整装置和距离调整装置相连。

作为进一步的技术方案，所述的吊环，包括一个主体，在主体的两端各设有一个与固定滑板相连的连接杆，在主体的中心有一个矩形环状结构，矩形环状结构内圈设置矩形球孔，在矩形环状结构的内圈侧壁上设置有喷油口，所述的喷油口与主体上设置供油腔相连通。

作为进一步的技术方案，所述的喷油口包括左右两个，两个喷油口各自与一个油腔相连通，在每个油腔上均设置有供油孔。

作为进一步的技术方案，所述的主体位于滚子滚托结构的下方，连接杆位于滚子滚托结构的左右两侧。

作为进一步的技术方案，所述的距离调整装置包括支撑法兰、连接螺栓和钢球；支撑法兰安装在固定滑板上，支撑法兰通过连接螺栓与滚子滚托结构相连，且滚子滚托结构与支撑法兰之间设置用于调心的钢球。

作为进一步的技术方案，所述的连接螺栓沿着支撑法兰设置一圈。

作为进一步的技术方案，所述的角度调整装置包括精密螺纹副和压板，压板固定在固定滑板上，精密螺纹副被压板固定在固定滑板上，下端与滚子滚托结构接触，通过控制精密螺纹副下端与滚子滚托结构之间的作用力，可以控制滚子滚托结构发生一定的倾斜，对滚子的轴线倾角进行调整和锁定。

作为进一步的技术方案，所述的精密螺纹副沿着压板设置一圈。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1.本发明可以通过更换调心钢球的尺寸和调节长螺栓，对圆柱或圆锥滚子的直径尺寸进行选择及安装的空间位置进行调整。

2.本发明为悬挂式滚托设计，在保证实验过程对摩擦副提供支撑的同时滚子可以自由转动，同时在非实验期间确保圆柱滚子不会掉落。

3.本发明通过调整角度调节装置可以在对圆柱或圆锥滚子夹持的同时通过调整圆柱或圆锥滚子中轴线在垂直接触表面的平面上的倾角，确保线接触圆柱或圆锥滚子在滚托的下方与配对副线接触。

4.本发明在防止圆柱滚子掉落的吊环上设计有固定外接油路的补油口，可以在需要的时候对摩擦副进行润滑油补充。补油时可以根据实验需求选择一侧供油、两侧同时供油、两侧同时供不同的润滑油。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1、图2、图3是本发明立体图。

图4是本发明滚托支撑部分立体图。

图5是本发明滚托部分立体图。

图6是本发明吊环立体图。

图7是本发明吊环剖面视图。

图8是本发明与其他实验仪器配合实验简图。

附图标记：

1-支撑法兰、2-精密螺纹副、3-压板、4-上轴承座、5-支撑轴、6下轴承座、7-吊环、8-固定滑板、9-连接螺栓、10-钢球、11-微型轴承、12-圆柱滚子、13-左供油孔、14-右供油孔，15-喷油口，16-连接杆，17-主体；

21-杠杆支点、22-杠杆、23-悬挂式空间可调供油滚托、24-砝码、25-外接油管、26-高速相机、27-玻璃盘。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本发明使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非本发明另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合；

为了方便叙述，本发明中如果出现“上”、“下”、“左”、“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用,仅仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

正如背景技术所介绍的，现有技术中存在的不足，为了解决如上的技术问题，本发明提出了一种应用于圆柱滚子和圆锥滚子的悬挂式空间可调供油滚托。

本发明的一种典型的实施方式中，如图1、图2、图3所示，本实施例公开的应用于圆柱滚子和圆锥滚子的悬挂式空间可调供油滚托，包括固定滑板8，在固定滑板8的底面悬挂有吊环7和滚子滚托结构，吊环7与滚子滚托结构之间可以放置圆柱或圆锥滚子；所述的滚子滚托结构与固定滑板8之间还设置有滚子滚托结构的角度调整装置和距离调整装置，所述的角度调整装置用于调整滚子滚托结构的角度，所述的距离调整装置用于调整滚子滚托结构与吊环7之间的距离；圆柱滚子12安装在滚子滚托结构下方并由吊环7支撑，防止非实验期间圆柱或圆锥滚子掉落。即，本实施例提出的滚托可以快速实现倒置安装并保证圆柱或圆锥滚子不掉落，实验过程中通过角度调节装置确保圆柱或圆锥滚子在滚托的下方与配对副可以线接触，同时保证圆柱或圆锥滚子能够自由滚动，尤其是在有限的安装空间中能够实现圆柱或圆锥滚子的直径尺寸可调。在高速运转工况下还可以通过控制供油泵在乏油出现的第一时刻对接触副及时补充润滑油。

具体的，滚子滚托结构如图5所示，由上轴承座4、微型轴承11、下轴承座6、支撑轴5组成；其中，上轴承座4和下轴承座6上下安装在一起，形成四个支撑轴安装孔，两个支撑轴5的两端通过微型轴承11固定在四个支撑轴安装孔内，用于支撑图中的圆柱滚子12；当然圆柱滚子12还可以换成圆锥滚子，本实施例仅仅是以圆柱滚子12为例进行的说明。

在非实验期间圆柱滚子12由于重力作用，被吊环7的中心孔支撑，防止滚子掉落；实验过程中由于摩擦副之间的作用力，圆柱滚子12会被顶起与滚托中的支撑轴5接触，支撑轴5两端用微型轴承11固定，此时圆柱滚子12与吊环7分离，吊环7不会对圆柱滚子12转动造成干扰。

所述的吊环7的结构如图6所示，其包括一个主体17，在主体17的两端各设有一个连接杆16，在主体17的中心为一个矩形环状结构，矩形环状结构内圈形成矩形球孔，在矩形环状结构的内圈侧壁上设置有扁平的喷油口15，且主体上17设置有左右两个油腔，左右两个油腔与喷油口15相连通，吊环供油部分如图6所示，在吊环矩形球孔左右两侧各有一个供油孔，分别是左供油孔13和右供油孔14；当需要补充润滑油时，可将外接油管插入左供油孔13和右供油孔14对接触副进行供油。

吊环7剖面视图如图7所示，吊环内部有两个油腔，油腔外侧分别与吊环两侧的左供油孔13和右供油孔14连接，油腔内侧是一个扁平的喷油口15，实验过程中可以将润滑油喷到运动的圆柱滚子12上，供油腔分别位于吊环中心孔的两侧，因此可以根据实验需求选择一侧供油、两侧同时供油、两侧同时供不同的润滑油。

进一步的，如图4所示，本实施例中的距离调整装置包括支撑法兰1、连接螺栓9和钢球10；滚托部分由连接螺栓9与支撑法兰1连接，连接螺栓9与支撑法兰1采用间隙配合；滚子滚托结构与支撑法兰1中间由钢球10支撑，钢球10在该装置的作用主要是为了调心，因为在圆柱滚子和圆锥滚子在试验过程中，与驱动之间是线接触，而线接触经常会出现偏心的问题，因此，本申请在支撑法兰1与滚子滚托结构之间增加了钢球进行调心；此外，通过连接螺栓9可以调整支撑法兰与滚子滚托结构的距离，进而适应不同直径大小的圆柱滚子12，当然相应的钢球10的尺寸也要跟着变化，要始终保证钢球10可以刚好卡在支撑法兰1与上轴承座4之间。具体的，当对直径大的圆柱滚子进行实验时，通过调整连接螺栓9使得滚子滚托结构可以向上移动，进而增大滚子滚托结构与吊环7之间的距离，可以适应大尺寸的圆柱滚子12；当对直径小的圆柱滚子进行实验时，通过调整连接螺栓9使得滚子滚托结构可以向下移动，进而减小滚子滚托结构与吊环7之间的距离，可以适应小尺寸的圆柱滚子12；

进一步的，如图1所示，本实施例中的角度调整装置包括精密螺纹副2和压板3，固定滑板8上均匀分布8个精密螺纹副2，精密螺纹副2被压板3固定在固定滑板上，通过控制精密螺纹副2下端与上轴承座4之间的作用力，可以控制滚子滚托结构发生一定的倾斜，进一步对圆柱滚子12的轴线倾角进行调整和锁定，以使得圆柱滚子12可以与玻璃盘26完全线接触。

利用上述装置进行试验的方法如下：

本发明与其他实验仪器安装简图如图8，本发明组装完成后，将固定滑板1与实验仪器的杠杆22通过螺栓固定安装在一起，杠杆22可绕支点转动，但转动角度很小；本发明下方滚子12与实验机器的玻璃盘26接触，此时由于接触副之间的作用力，滚子12与吊环7分离继而被滚托部分支撑；滚子由于自身重力与玻璃盘保持线接触状态，此时连接长螺栓9、紧密螺纹副2处于松弛状态；通过粗调连接长螺栓9使滚托结构将滚子支撑，进一步调整精密螺纹副2来控制并锁定观测到的图像，实验过程中通过砝码给接触副施加载荷。实验过程中，玻璃盘26带动圆柱滚子12转动；如果需要补充润滑剂，则在实验前将供油口与需要补充的润滑剂通过管路连接。

最后还需要说明的是，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。