滑滾摩擦學性能實驗臺智能測控系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及滑滾摩擦學性能實驗臺測控系統(tǒng)。本發(fā)明針對現(xiàn)有技術中的各種摩擦學性能試驗臺，都只能靠人工手工調整各部件的運動情況的問題，提供一種滑滾摩擦學性能實驗臺智能測控系統(tǒng)，包括加載裝置、傾斜電主軸、垂直電主軸、接觸區(qū)，還包括數(shù)據(jù)采集模塊、控制模塊、數(shù)據(jù)處理模塊及圖像采集模塊，所述圖像采集模塊及數(shù)據(jù)采集模塊分別與數(shù)據(jù)處理模塊連接，數(shù)據(jù)處理模塊與控制模塊連接。實現(xiàn)了自動精確地調節(jié)和控制滑滾比，實現(xiàn)多工況的摩擦學性能測試。適用于機械、航空、航天等工程領域重要裝備在高低速、高低溫、不同滑滾比接觸狀態(tài)等特殊環(huán)境下關鍵零部件摩擦學性能的智能測控。
【專利說明】滑滾摩擦學性能實驗臺智能測控系統(tǒng)

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及滑滾摩擦學性能實驗臺測控系統(tǒng)，特別是涉及一種能夠對機械、航空、航天等工程領域重要裝備在高低速、高低溫、不同滑滾比接觸狀態(tài)等特殊環(huán)境下關鍵零部件摩擦學性能的智能測控系統(tǒng)。

【背景技術】
[0002]在機械和液壓傳動中，由于加工表面不可能完全光滑，所以存在相對運動的接觸表面之間必然存在摩擦，從而會導致傳動系統(tǒng)傳動效率的降低，長時間的摩擦還會引起接觸表面出現(xiàn)磨損或其他形式的破壞，導致傳動精度的下降。因此在不同潤滑條件下，對接觸表面在不同載荷、不同相對運動速度、不同接觸形式和不同溫度等各種工況中的接觸特性進行測試實驗，準確詳細地獲知傳動表面的摩擦與潤滑特性以及它們對運動和能量的傳遞的影響，對于要求高精度、高效率的傳動系統(tǒng)設計有著十分重要的指導意義。
[0003]但目前探究摩擦副的潤滑和摩擦特性的測試手段存在著諸多問題。一是設備問題，現(xiàn)在廣泛采用的設備為摩擦磨損試驗機，這種設備的試件之間通常為簡單滑動，難以探究實際工況中相對滾動和滑動組合狀態(tài)下的摩擦學性能；二是測試工況范圍窄的問題，無法同時進行高低溫、高低速以及不同潤滑條件下的滑滾接觸特性研究；三是實驗結果處理上的不足，不能進行實時觀察、結果顯示不直觀等。
[0004]申請?zhí)枮?01410462391.9的發(fā)明專利申請中，公開了提供一種能夠對滑滾接觸狀態(tài)部件的摩擦狀況進行研究的滑滾摩擦學性能實驗臺，該試驗臺可以模擬高速、低速、不同滑滾比、液體潤滑、固體潤滑等工況下接觸表面的摩擦與潤滑情況，開展微觀摩擦磨損及彈性流體動力潤滑的機理研究。
[0005]申請?zhí)枮?01410461512.8的發(fā)明專利申請中，公開了一種能夠對不同溫度下滑滾接觸狀態(tài)部件的摩擦、磨損與潤滑狀況進行研究的高低溫滑滾摩擦學性能實驗臺。
[0006]然而，上述發(fā)明專利中公開的及現(xiàn)有技術中的各種摩擦學性能試驗臺，都只能靠人工手工調整各部件的運動情況，這就造成了在摩擦學性能研究過程中，由于手動調整造成實驗條件不準確而導致實驗結果不準確。一種有效的智能控制系統(tǒng)，能自動調節(jié)和控制電主軸的位置和轉速以滿足不同的接觸滑滾比要求，同時對潤滑狀態(tài)和接觸區(qū)溫度也能進行自動控制，從而實現(xiàn)各種復雜工況條件下滑滾接觸表面的各項潤滑與摩擦特性的檢測，為評估各類材料和零件在滑滾接觸條件下的彈流潤滑、承載能力、界面摩擦磨損、表面破壞形式和可靠性提供實驗技術支撐。


【發(fā)明內容】

[0007]本發(fā)明所要解決的技術問題，就是針對申請?zhí)枮?01410462391.9發(fā)明專利申請、申請?zhí)枮?01410461512.8發(fā)明專利申請及現(xiàn)有技術中的各種摩擦學性能試驗臺，都只能靠人工手工調整各部件的運動情況的問題，提供一種滑滾摩擦學性能實驗臺智能測控系統(tǒng)，以達到對各種摩擦性能試驗臺進行自動調節(jié)，智能控制電主軸的位置和轉速以滿足不同的接觸滑滾比要求，同時對潤滑狀態(tài)和接觸區(qū)溫度也能進行自動控制，從而實現(xiàn)各種復雜工況條件下滑滾接觸表面的各項潤滑與摩擦特性的檢測
[0008]本發(fā)明解決所述技術問題，采用的技術方案是，滑滾摩擦學性能實驗臺智能測控系統(tǒng)，包括加載裝置、傾斜電主軸、垂直電主軸、接觸區(qū)，還包括數(shù)據(jù)采集模塊、控制模塊、數(shù)據(jù)處理模塊及圖像采集模塊，所述圖像采集模塊及數(shù)據(jù)采集模塊分別與數(shù)據(jù)處理模塊連接，數(shù)據(jù)處理模塊與控制模塊連接；
[0009]所述數(shù)據(jù)采集模塊，用于采集接觸區(qū)的摩擦力大小、傾斜電主軸的上下方向及左右方向上的傾角信息、傾斜電主軸在前后方向上的位移信息、傾斜電主軸及垂直電主軸的轉速、加載裝置的加載信息并傳輸給數(shù)據(jù)處理模塊；
[0010]所述圖像采集模塊，用于采集接觸區(qū)的油膜形狀圖像，并傳輸給數(shù)據(jù)處理模塊；
[0011]所述數(shù)據(jù)處理模塊，用于根據(jù)實驗條件，對數(shù)據(jù)采集模塊所采集到的電主軸的上下方向上的傾角信息、電主軸的左右方向上的傾角信息及加載裝置的加載信息，按照實驗要求的滑滾比進行計算分析，得出傾斜電主軸目標轉速信息、垂直電主軸的目標轉速信息，傾斜電主軸的目標位置信息、傾斜電主軸的目標傾角信息及加載裝置的目標加載信息，并將其傳輸給控制模塊；同時，對接觸區(qū)的油膜形狀圖像進行分析，得出油膜厚度分布和表面摩擦磨損的數(shù)據(jù)信息；
[0012]所述控制模塊，用于根據(jù)數(shù)據(jù)處理模塊得出的傾斜電主軸的目標轉速信息、垂直電主軸的目標轉速信息、傾斜電主軸的目標位置信息、傾斜電主軸的目標傾角信息及加載裝置的目標加載信息，對傾斜電主軸、垂直電主軸及對加載裝置進行控制；同時，根據(jù)潤滑油噴射速度設置值控制潤滑油的噴射狀況，所述潤滑油噴射速度值是由人為設定
[0013]具體的，所述數(shù)據(jù)采集模塊包括力傳感器一、雙軸傾角傳感器、激光位移傳感器、力傳感器二及采集模塊，所述力傳感器一、雙軸傾角傳感器、激光位移傳感器及力傳感器二分別與采集模塊連接；
[0014]所述力傳感器一與傾斜電主軸呈剛性連接，可直接檢測出傾斜電主軸在接觸區(qū)所受的摩擦力大小，并將其傳輸給采集模塊；
[0015]所述雙軸傾角傳感器固定于傾斜電主軸上，用于檢測傾斜電主軸的上下方向及左右方向的傾角信息，并將其傳輸給采集模塊；
[0016]所述激光位移傳感器固定于傾斜電主軸上，用于檢測傾斜電主軸在前后方向上的位移信息，并將其傳輸給采集模塊；
[0017]所述力傳感器二安裝于加載裝置下方，用于檢測加載值信息，并將其傳輸給采集模塊；
[0018]所述采集模塊，用于采集上述信息后，傳輸給數(shù)據(jù)處理模塊。
[0019]具體的，所述圖像采集模塊包括顯微鏡及拍攝模塊；
[0020]所述顯微鏡用于，將接觸區(qū)域放大，根據(jù)油膜厚度的不同，利用光干涉法形成彩色畫面；
[0021]所述拍攝模塊，用于對顯微鏡目鏡中的成像的彩色畫面進行圖片拍攝，并將圖片傳輸給數(shù)據(jù)處理模塊；
[0022]所述數(shù)據(jù)處理模塊，用于對圖片進行處理，使圖片以動畫的形式進行顯示。
[0023]具體的，所述控制模塊包括電機驅動設備、潤滑油噴射裝置及位置調整裝置，所述電機驅動設備分別與傾斜電主軸、垂直電主軸、加載裝置、位置調整裝置、潤滑油噴射裝置及數(shù)據(jù)處理模塊連接；
[0024]所述電機驅動設備，用于根據(jù)數(shù)據(jù)處理模塊得出的傾斜電主軸目標轉速信息、垂直電主軸的目標轉速信息，傾斜電主軸的目標位置信息、傾斜電主軸的目標傾角信息及加載裝置的目標加載信息對位置調整裝置及加載裝置進行驅動，同時，驅動傾斜電主軸及垂直電主軸在目標轉速下運轉及啟停；還根據(jù)潤滑油噴射速度設置值對潤滑油噴射裝置進行啟停驅動；潤滑油噴射速度由人為設定；
[0025]所述位置調整裝置，用于在電機驅動設備的驅動下，根據(jù)傾斜電主軸的目標位置信息及傾斜電主軸的目標傾角信息對傾斜電主軸的位置和傾角進行調整；
[0026]所述加載裝置，用于在電機驅動設備的驅動下，按目標加載信息進行加載；
[0027]所述潤滑油噴射裝置，用于根據(jù)電機驅動設備的驅動信息進行潤滑油噴射的啟停。
[0028]進一步的，所述加載裝置為電動缸。
[0029]進一步的，所述位置調整裝置為伺服電機。
[0030]具體的，還包括溫控模塊，所述溫控模塊，用于采集接觸區(qū)的溫度信息，所述溫控模塊與數(shù)據(jù)處理模塊連接。
[0031]進一步的，所述溫控模塊為溫控箱，所述接觸區(qū)設置于溫控箱內，溫控箱內還設置有溫度傳感器，所述溫度傳感器與數(shù)據(jù)采集模塊連接，溫控箱與數(shù)據(jù)處理模塊連接；
[0032]所述溫控箱，用于調整接觸區(qū)的工作溫度。
[0033]具體的，還包括通信模塊，所述數(shù)據(jù)采集模塊及圖像分析模塊通過通信模塊與數(shù)據(jù)處理模塊連接，數(shù)據(jù)處理模塊通過通訊模塊與控制模塊連接。
[0034]本發(fā)明的有益效果是，特定的試驗臺對實際工程應用中存在的高低速、高低溫和滑滾共存的摩擦形式進行試驗時，通過本發(fā)明的滑滾摩擦學性能實驗臺智能測控系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)處理模塊分析實驗參數(shù)，計算得到電主軸的位置狀態(tài)、轉速信息，并通過計算得到的參數(shù)通過控制模塊自動對試驗臺做出相應的精確控制，實現(xiàn)了自動精確地調節(jié)和控制滑滾比的問題，實現(xiàn)多工況的摩擦學性能測試；
[0035]同時，本系統(tǒng)還對電主軸的位置狀態(tài)、轉速信息，等做出檢測并反饋，從而保證系統(tǒng)時刻都能夠保持在目標預定的情況下運行；
[0036]另外，本控制系統(tǒng)能夠直觀清晰地實時顯示摩擦接觸區(qū)的油膜形狀特征，通過二維圖形分析軟件的分析，能夠獲取油膜厚度分布數(shù)據(jù)和試件摩擦磨損量。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0037]圖1為本發(fā)明滑滾摩擦學性能實驗臺智能測控系統(tǒng)的實施例系統(tǒng)結構圖；
[0038]圖2為本發(fā)明滑滾摩擦學性能實驗臺智能測控系統(tǒng)的實施例系統(tǒng)與試驗臺安裝結構圖；
[0039]其中，1.傾斜電主軸；2.力傳感器一；3.雙軸傾角傳感器；4.激光位移傳感器；
5.伺服電機；6.CXD ;7.顯微鏡；8.溫控箱；9.溫度傳感器；10.垂直電主軸；11.電動缸；
12.力傳感器二；13.電機驅動設備；14.計算機；15.接觸區(qū)。

【具體實施方式】
[0040]下面結合附圖及實施例詳細描述本發(fā)明的技術方案:
[0041]本發(fā)明就是針對申請?zhí)枮?01410462391.9發(fā)明專利申請、申請?zhí)枮?01410461512.8發(fā)明專利申請及現(xiàn)有技術中的各種摩擦學性能試驗臺，都只能靠人工手工調整各部件的運動情況的問題，提供一種滑滾摩擦學性能實驗臺智能測控系統(tǒng)，包括加載裝置、傾斜電主軸、垂直電主軸、接觸區(qū)，其特征在于，還包括數(shù)據(jù)采集模塊、控制模塊、數(shù)據(jù)處理模塊及圖像采集模塊，所述圖像采集模塊及數(shù)據(jù)采集模塊分別與數(shù)據(jù)處理模塊連接，數(shù)據(jù)處理模塊與控制模塊連接；所述數(shù)據(jù)采集模塊，用于采集接觸區(qū)的摩擦力大小、傾斜電主軸的上下方向及左右方向上的傾角信息、傾斜電主軸在前后方向上的位移信息、傾斜電主軸及垂直電主軸的轉速、加載裝置的加載信息并傳輸給數(shù)據(jù)處理模塊；所述圖像采集模塊，用于采集接觸區(qū)的油膜形狀圖像，并傳輸給數(shù)據(jù)處理模塊；所述數(shù)據(jù)處理模塊，用于根據(jù)實驗條件，對數(shù)據(jù)采集模塊所采集到的電主軸的上下方向上的傾角信息、電主軸的左右方向上的傾角信息及加載裝置的加載信息，按照實驗要求的滑滾比進行計算分析，得出傾斜電主軸目標轉速信息、垂直電主軸的目標轉速信息，傾斜電主軸的目標位置信息、傾斜電主軸的目標傾角信息及加載裝置的目標加載信息，并將其傳輸給控制模塊；同時，對接觸區(qū)的油膜形狀圖像進行分析，得出油膜厚度分布和表面摩擦磨損的數(shù)據(jù)信息；所述控制模塊，用于根據(jù)數(shù)據(jù)處理模塊得出的傾斜電主軸的目標轉速信息、垂直電主軸的目標轉速信息、傾斜電主軸的目標位置信息、傾斜電主軸的目標傾角信息及加載裝置的目標加載信息，對傾斜電主軸、垂直電主軸及對加載裝置進行控制；同時，根據(jù)潤滑油噴射速度設置值控制潤滑油的噴射狀況，所述潤滑油噴射速度由人為設定。特定的試驗臺對實際工程應用中存在的高低速、高低溫和滑滾共存的摩擦形式進行試驗時，通過本發(fā)明的滑滾摩擦學性能實驗臺智能測控系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)處理模塊分析實驗參數(shù)，計算得到電主軸的位置狀態(tài)、轉速信息，并通過計算得到的參數(shù)通過控制模塊自動對試驗臺做出相應的精確控制，實現(xiàn)了自動精確地調節(jié)和控制滑滾比的問題，實現(xiàn)多工況的摩擦學性能測試；同時，本系統(tǒng)還對電主軸的位置狀態(tài)、轉速信息，等做出檢測并反饋，從而保證系統(tǒng)時刻都能夠保持在目標預定的情況下運行；另外，本控制系統(tǒng)能夠直觀清晰地實時顯示摩擦接觸區(qū)的油膜形狀特征，通過二維圖形分析軟件的分析，能夠獲取油膜厚度分布數(shù)據(jù)和試件摩擦磨損量。
[0042]實施例
[0043]本例的滑滾摩擦學性能實驗臺智能測控系統(tǒng)，包括加載裝置、傾斜電主軸1、垂直電主軸10、接觸區(qū)15，如圖1所示，還包括力傳感器一 2、雙軸傾角傳感器3、激光位移傳感器4、力傳感器二 12及采集模塊，所述力傳感器一 2、雙軸傾角傳感器3、激光位移傳感器4及力傳感器二 12分別與采集模塊連接；所述力傳感器一 2與傾斜電主軸I呈剛性連接，可直接檢測出傾斜電主軸I在接觸區(qū)15所受的摩擦力大小，并將其傳輸給采集模塊；所述雙軸傾角傳感器3固定于傾斜電主軸I上，用于檢測傾斜電主軸I的上下方向及左右方向的傾角信息，并將其傳輸給采集模塊；所述激光位移傳感器4固定于傾斜電主軸I上，用于檢測傾斜電主軸I在前后方向上的位移信息，并將其傳輸給采集模塊；所述力傳感器二 12安裝于加載裝置下方，用于檢測加載值信息，并將其傳輸給采集模塊；所述采集模塊，用于采集上述信息后，將其轉換為電信號，傳輸給數(shù)據(jù)處理模塊。
[0044]還包括顯微鏡7及拍攝模塊；所述顯微鏡7用于放大接觸區(qū)域15，根據(jù)油膜厚度的不同，利用光干涉法形成彩色畫面；所述拍攝模塊，用于對顯微鏡7目鏡中成像的彩色畫面進行圖片拍攝，并將圖片傳輸給數(shù)據(jù)處理模塊；所述數(shù)據(jù)處理模塊，用于對圖片進行處理，使圖片以動畫的形式進行顯示。具體的，本例的拍攝模塊為(XD6 (Charge-coupledDevice)。顯微鏡7安裝在實驗接觸區(qū)15的正上方，用于放大接觸區(qū)15的摩擦與潤滑情況，并利用光干涉法形成彩色圖像；CCD6安裝在將顯微鏡7目鏡正上方，用于將所成的彩色圖像以每秒不少于15幅的速度拍攝并反饋回數(shù)據(jù)處理模塊中，數(shù)據(jù)處理模塊對其進行處理，可以以動畫的形式呈現(xiàn)。
[0045]還包括電機驅動設備13、潤滑油噴射裝置及位置調整裝置，所述電機驅動設備13分別與傾斜電主軸1、垂直電主軸10、加載裝置、位置調整裝置、潤滑油噴射裝置及數(shù)據(jù)處理模塊連接；所述電機驅動設備13，用于根據(jù)數(shù)據(jù)處理模塊得出的傾斜電主軸I目標轉速信息、垂直電主軸10的目標轉速信息，傾斜電主軸I的目標位置信息、傾斜電主軸I的目標傾角信息及加載裝置的目標加載信息對位置調整裝置及加載裝置進行驅動，同時，驅動傾斜電主軸I及垂直電主軸10在目標轉速下運轉及啟停；還根據(jù)潤滑油噴射速度設置值對潤滑油噴射裝置進行啟停驅動；本實施例采用的是西門子D425控制器作為電機驅動設備13對電主軸進行運動控制。但本發(fā)明并不對電機驅動設備13做任何限制。所述位置調整裝置，用于在電機驅動設備13的驅動下，根據(jù)傾斜電主軸I的目標位置信息及傾斜電主軸I的目標傾角信息對傾斜電主軸I的位置和傾角進行調整；其中，本例的位置調整裝置為伺服電機5。
[0046]所述加載裝置，用于在電機驅動設備13的驅動下，按目標加載信息進行加載；所述潤滑油噴射裝置，用于根據(jù)電機驅動設備13的驅動信息進行潤滑油噴射的啟停。其中，加載裝置為電動缸11。
[0047]具體的，本例的滑滾摩擦學性能實驗臺智能測控系統(tǒng)，還包括通信模塊，所述數(shù)據(jù)采集模塊及圖像分析模塊通過通信模塊與數(shù)據(jù)處理模塊連接，數(shù)據(jù)處理模塊通過通訊模塊與控制模塊連接?？梢詫崿F(xiàn)信息數(shù)據(jù)的無線交互，從而實現(xiàn)對試驗臺的遠程控制。本例的數(shù)據(jù)處理模塊為計算機14，也可以是其他具有人機交互及數(shù)據(jù)處理功能的智能終端。
[0048]工作時，如圖2所示，在試驗臺接觸區(qū)15，選擇滾子試件在圓盤試件上滾道的位置后，由計算機14向電機驅動設備13發(fā)出指令，命令其對伺服電機5進行驅動，使傾斜電主軸I在前后方向進行平移，移動距離是計算機14進行實驗數(shù)據(jù)分析后，得出的目標移動距離，并且由安裝在移動導軌上的激光位移傳感器4測量并經(jīng)采集模塊采集后反饋回計算機14。接下來根據(jù)實驗的卷吸角度要求，由計算機14確定電主軸一傾斜電主軸I的上下和左右方向偏角，并驅動伺服電機5在兩個方向上進行擺動，擺動中的偏角信息是計算機14進行實驗數(shù)據(jù)分析后，得出的偏角信息，實時擺動中的偏角信息由雙軸傾角傳感器3進行采集并反饋回計算機14。
[0049]用戶在確定實驗滑滾比后，根據(jù)滑滾比等于2(vl-v2)/(vl+v2)(其中vl、v2分別為滾子試件和圓盤試件接觸點線速度)，由計算機14計算出與兩試件對應的傾斜電主軸I及垂直電主軸10的轉速，然后通過電機驅動設備13分別驅動傾斜電主軸I及垂直電主軸10按該轉速旋轉。
[0050]進行加載時，計算機14需要負責對力傳感器二 12檢測到的信號進行處理。具體如下:當電動缸11向上推時，力傳感器二 12檢測到的信號應減去電動缸11的重量，然后和設定值進行對比；當電動缸11向下拉時，力傳感器二 12檢測到的信號應加上加載裝置的重量，再和設定值進行對比。當達到設定值后保持加載。通過計算機14，還可設置實驗溫度和潤滑油噴射速度。
[0051]實驗中，滾子試件和圓盤試件進行滑滾接觸運動，潤滑油噴射裝置向接觸區(qū)15噴射潤滑油；力傳感器一 2檢測到的摩擦力值直接送至計算機14進行顯示；通過顯微鏡7和CCD6觀察到接觸區(qū)15的潤滑油膜形狀圖像通過送回計算機14，并對其進行實時顯示，并通過專業(yè)處理軟件將二維彩色圖片的信息轉換成三維的油膜厚度分布和表面摩擦磨損的數(shù)據(jù)信息，從而分析得到油膜厚度分布數(shù)據(jù)和表面摩擦磨損量。計算機14還對分析后的圖像進行動畫處理，使圖像以動畫形式進行顯示。
[0052]本例的滑滾摩擦學性能實驗臺智能測控系統(tǒng)，還包括溫控模塊，所述溫控模塊，用于采集接觸區(qū)15的溫度信息，所述溫控模塊與計算機14連接。所述溫控模塊為溫控箱8，所述接觸區(qū)15設置于溫控箱8內，溫控箱8內還設置有溫度傳感器9，所述溫度傳感器9與采集模塊連接，溫控箱8與計算機14連接；所述溫控箱8，用于調整接觸區(qū)15的工作溫度。用戶可以根據(jù)實驗需求，對接觸區(qū)15的溫度進行調整，同時，溫度傳感器9還可以檢測接觸區(qū)15的溫度，并將接觸區(qū)15溫度實時進行反饋。用戶可以根據(jù)反饋的溫度信息，實時對接觸區(qū)15的溫度做調整。
[0053]綜上所述，特定的試驗臺對實際工程應用中存在的高低速、高低溫和滑滾共存的摩擦形式進行試驗時，通過本發(fā)明的滑滾摩擦學性能實驗臺智能測控系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)處理模塊分析實驗參數(shù)，計算得到電主軸的位置狀態(tài)、轉速信息，并通過計算得到的參數(shù)通過控制模塊自動對試驗臺做出相應的精確控制，實現(xiàn)了自動精確地調節(jié)和控制滑滾比的問題，實現(xiàn)多工況的摩擦學性能測試；同時，本系統(tǒng)還對電主軸的位置狀態(tài)、轉速信息，等做出檢測并反饋，從而保證系統(tǒng)時刻都能夠保持在預定目標的情況下運行；另外，本控制系統(tǒng)能夠直觀清晰地實時顯示摩擦接觸區(qū)的油膜形狀特征，通過二維圖形分析軟件的分析，能夠獲取油膜厚度分布數(shù)據(jù)和試件摩擦磨損量。
【權利要求】
1.滑滾摩擦學性能實驗臺智能測控系統(tǒng)，包括加載裝置、傾斜電主軸、垂直電主軸、接觸區(qū)，其特征在于，還包括數(shù)據(jù)采集模塊、控制模塊、數(shù)據(jù)處理模塊及圖像采集模塊，所述圖像采集模塊及數(shù)據(jù)采集模塊分別與數(shù)據(jù)處理模塊連接，數(shù)據(jù)處理模塊與控制模塊連接； 所述數(shù)據(jù)采集模塊，用于采集接觸區(qū)的摩擦力大小、傾斜電主軸的上下方向及左右方向上的傾角信息、傾斜電主軸在前后方向上的位移信息、傾斜電主軸及垂直電主軸的轉速、加載裝置的加載信息并傳輸給數(shù)據(jù)處理模塊； 所述圖像采集模塊，用于采集接觸區(qū)的油膜形狀圖像，并傳輸給數(shù)據(jù)處理模塊； 所述數(shù)據(jù)處理模塊，用于根據(jù)實驗條件，對數(shù)據(jù)采集模塊所采集到的電主軸的上下方向上的傾角信息、電主軸的左右方向上的傾角信息及加載裝置的加載信息，按照實驗要求的滑滾比進行計算分析，得出傾斜電主軸目標轉速信息、垂直電主軸的目標轉速信息，傾斜電主軸的目標位置信息、傾斜電主軸的目標傾角信息及加載裝置的目標加載信息，并將其傳輸給控制模塊；同時，對接觸區(qū)的油膜形狀圖像進行分析，得出油膜厚度分布和表面摩擦磨損的數(shù)據(jù)信息； 所述控制模塊，用于根據(jù)數(shù)據(jù)處理模塊得出的傾斜電主軸的目標轉速信息、垂直電主軸的目標轉速信息、傾斜電主軸的目標位置信息、傾斜電主軸的目標傾角信息及加載裝置的目標加載信息，對傾斜電主軸、垂直電主軸及對加載裝置進行控制；同時，根據(jù)潤滑油噴射速度設置值控制潤滑油的噴射狀況，所述潤滑油噴射速度值是由人為設定。
2.根據(jù)權利要求1所述的滑滾摩擦學性能實驗臺智能測控系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集模塊包括力傳感器一、雙軸傾角傳感器、激光位移傳感器、力傳感器二及采集模塊，所述力傳感器一、雙軸傾角傳感器、激光位移傳感器及力傳感器二分別與采集模塊連接； 所述力傳感器一與傾斜電主軸呈剛性連接，可直接檢測出傾斜電主軸在接觸區(qū)所受的摩擦力大小，并將其傳輸給采集模塊； 所述雙軸傾角傳感器固定于傾斜電主軸上，用于檢測傾斜電主軸的上下方向及左右方向的傾角信息，并將其傳輸給采集模塊； 所述激光位移傳感器固定于傾斜電主軸上，用于檢測傾斜電主軸在前后方向上的位移信息，并將其傳輸給采集模塊； 所述力傳感器二安裝于加載裝置下方，用于檢測加載值信息，并將其傳輸給采集模塊； 所述采集模塊，用于采集上述信息后，傳輸給數(shù)據(jù)處理模塊。
3.根據(jù)權利要求1所述的滑滾摩擦學性能實驗臺智能測控系統(tǒng)，其特征在于，所述圖像采集模塊為顯微鏡及拍攝模塊； 所述顯微鏡用于放大接觸區(qū)域，根據(jù)油膜厚度的不同，利用光干涉法形成彩色畫面； 所述拍攝模塊，用于對顯微鏡目鏡中的成像的彩色畫面進行圖片拍攝，并將圖片傳輸給數(shù)據(jù)處理模塊； 所述數(shù)據(jù)處理模塊，用于對圖片進行處理，使圖片以動畫的形式進行顯示。
4.根據(jù)權利要求1所述的滑滾摩擦學性能實驗臺智能測控系統(tǒng)，其特征在于，所述控制模塊包括電機驅動設備、潤滑油噴射裝置及位置調整裝置，所述電機驅動設備分別與傾斜電主軸、垂直電主軸、加載裝置、位置調整裝置、潤滑油噴射裝置及數(shù)據(jù)處理模塊連接； 所述電機驅動設備，用于根據(jù)數(shù)據(jù)處理模塊得出的傾斜電主軸目標轉速信息、垂直電主軸的目標轉速信息，傾斜電主軸的目標位置信息、傾斜電主軸的目標傾角信息及加載裝置的目標加載信息對位置調整裝置及加載裝置進行驅動，同時，驅動傾斜電主軸及垂直電主軸在目標轉速下運轉及啟停；還根據(jù)潤滑油噴射速度設置值對潤滑油噴射裝置進行啟停驅動；潤滑油噴射速度由人為設定； 所述位置調整裝置，用于在電機驅動設備的驅動下，根據(jù)傾斜電主軸的目標位置信息及傾斜電主軸的目標傾角信息對傾斜電主軸的位置和傾角進行調整； 所述加載裝置，用于在電機驅動設備的驅動下，按目標加載信息進行加載； 所述潤滑油噴射裝置，用于根據(jù)電機驅動設備的驅動信息進行潤滑油噴射的啟停。
5.根據(jù)權利要求4所述的滑滾摩擦學性能實驗臺智能測控系統(tǒng)，其特征在于，所述加載裝置為電動缸。
6.根據(jù)權利要求4所述的滑滾摩擦學性能實驗臺智能測控系統(tǒng)，其特征在于，所述位置調整裝置為伺服電機。
7.根據(jù)權利要求1所述的滑滾摩擦學性能實驗臺智能測控系統(tǒng)，其特征在于，還包括溫控模塊，所述溫控模塊，用于采集接觸區(qū)的溫度信息，所述溫控模塊與數(shù)據(jù)處理模塊連接。
8.根據(jù)權利要求7所述的滑滾摩擦學性能實驗臺智能測控系統(tǒng)，其特征在于，所述溫控模塊為溫控箱，所述接觸區(qū)設置于溫控箱內，溫控箱內還設置有溫度傳感器，所述溫度傳感器與數(shù)據(jù)采集模塊連接，溫控箱與數(shù)據(jù)處理模塊連接； 所述溫控箱，用于調整接觸區(qū)的工作溫度。
9.根據(jù)權利要求1所述的滑滾摩擦學性能實驗臺智能測控系統(tǒng)，其特征在于，還包括通信模塊，所述數(shù)據(jù)采集模塊及圖像分析模塊通過通信模塊與數(shù)據(jù)處理模塊連接，數(shù)據(jù)處理模塊通過通訊模塊與控制模塊連接。
【文檔編號】G01B11/06GK104198370SQ201410484513
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年9月19日 優(yōu)先權日:2014年9月19日
【發(fā)明者】王家序, 何濤, 張瑩, 蒲偉, 周青華, 韓彥峰, 周廣武, 朱東 申請人:四川大學