技術(shù)領(lǐng)域:

本發(fā)明屬于高副點(diǎn)接觸彈流摩擦力測(cè)量領(lǐng)域，涉及一種摩擦力測(cè)量實(shí)驗(yàn)?zāi)M裝置，特別是一種高應(yīng)力接觸潤(rùn)滑油油膜摩擦力的模擬測(cè)量裝置，能夠?qū)η蜉S承在不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)條件下的摩擦力進(jìn)行模擬測(cè)量。

背景技術(shù)：
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工程中的大量零部件為高副接觸，取決于運(yùn)行工況其潤(rùn)滑狀態(tài)大都處于彈流潤(rùn)滑、混合潤(rùn)滑和邊界潤(rùn)滑下，對(duì)于混合潤(rùn)滑和邊界狀態(tài)下的潤(rùn)滑機(jī)制探索是摩擦學(xué)領(lǐng)域研究的重點(diǎn)，特別是加工技術(shù)的對(duì)接觸副表面質(zhì)量的提升以及新型潤(rùn)滑材料的使用，使得對(duì)于潤(rùn)滑機(jī)制需要進(jìn)行重新認(rèn)識(shí)，而這需要借助接觸副內(nèi)潤(rùn)滑油摩擦力這一評(píng)估手段，高應(yīng)力接觸潤(rùn)滑油油膜摩擦力測(cè)量主要通過(guò)引力試驗(yàn)機(jī)來(lái)進(jìn)行，現(xiàn)有技術(shù)中，申請(qǐng)?zhí)枮閏n2736771y的中國(guó)專利公開了一種潤(rùn)滑油綜合性能評(píng)價(jià)試驗(yàn)機(jī)，其包括動(dòng)力裝置，摩擦副，盛油裝置，加載裝置，固定軸，所述摩擦副包括轉(zhuǎn)子和定子，該專利采用砝碼負(fù)重，利用杠桿原理，使摩擦點(diǎn)的定子與轉(zhuǎn)子發(fā)生滑動(dòng)摩擦，通過(guò)溫控裝置測(cè)試記錄最終油溫變化以及摩擦副磨痕來(lái)評(píng)價(jià)潤(rùn)滑油的抗磨性能，該實(shí)用新型設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、操作方便、并且易于攜帶，但是，該專利仍然存在以下缺陷，一是通過(guò)磨痕來(lái)評(píng)價(jià)潤(rùn)滑油的減摩抗磨性能準(zhǔn)確性不高，沒有一個(gè)準(zhǔn)確的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)評(píng)判磨痕的大小，而且磨痕本身也是毫無(wú)規(guī)律的，不同的人對(duì)磨痕的判斷也不相同，會(huì)導(dǎo)致人員誤差，二是每測(cè)試一次之后就需要更換和修復(fù)摩擦副，增加了人力物力財(cái)力，三是溫度易受外界環(huán)境影響，使得測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確度不高，四是該實(shí)用新型不能第一時(shí)間得出測(cè)試結(jié)果，需要計(jì)算。因此，為克服以往測(cè)量裝置中的技術(shù)缺陷，開發(fā)一種切實(shí)可行的實(shí)驗(yàn)裝置對(duì)高應(yīng)力接觸潤(rùn)滑油膜摩擦力進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量，以對(duì)其研究提供數(shù)據(jù)支持，在對(duì)高應(yīng)力接觸潤(rùn)滑油膜摩擦力研究過(guò)程中，為了簡(jiǎn)化分析將滾子與軸承滾道的接觸等效為滾子與平面的接觸，設(shè)計(jì)制備一種高應(yīng)力接觸潤(rùn)滑油油膜摩擦力的模擬測(cè)量裝置。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
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本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，尋求設(shè)計(jì)提供一種高應(yīng)力接觸潤(rùn)滑油油膜摩擦力的模擬測(cè)量裝置，利用鋼球和平面圓鋼盤的接觸來(lái)模擬滾子與軸承滾道的接觸，來(lái)獲得準(zhǔn)確性高、重復(fù)性好的摩擦力數(shù)據(jù)，以對(duì)高應(yīng)力接觸潤(rùn)滑油膜摩擦力研究提供實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)支持。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明涉及的高應(yīng)力接觸潤(rùn)滑油油膜摩擦力的模擬測(cè)量裝置的主體結(jié)構(gòu)包括：支撐平臺(tái)、圓盤驅(qū)動(dòng)裝置、鋼球固定裝置、傳感器固定及調(diào)節(jié)裝置、加載回轉(zhuǎn)裝置和平移裝置；支撐平臺(tái)是底部為四腳支撐結(jié)構(gòu)，四個(gè)支撐腳的上端分別與臺(tái)面的四角處固定連接；所述圓盤驅(qū)動(dòng)裝置固定置于支撐平臺(tái)上表面靠近前邊沿處，其主體結(jié)構(gòu)包括：圓鋼盤、固定裝置、從動(dòng)帶輪、從動(dòng)軸、盤驅(qū)電機(jī)支座、盤驅(qū)電機(jī)、同步帶輪、固定盤和套筒；圓鋼盤固定置于從動(dòng)軸的上端，所述圓鋼盤的上端置有用以固定圓鋼盤的圓形固定裝置，所述從動(dòng)軸的下端穿過(guò)平移裝置上的固定通孔，并且從動(dòng)軸下端固定置有從動(dòng)帶輪，用以傳遞同步帶輪的動(dòng)力以帶動(dòng)從動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，從動(dòng)軸的下端貼近從動(dòng)帶輪的上側(cè)活動(dòng)式套有柱形空心套筒，套筒上端固定連接有固定盤，所述從動(dòng)軸能夠繞套筒中間的腔室自由轉(zhuǎn)動(dòng)，所述固定盤和固定通孔的圓周邊沿處對(duì)應(yīng)位置均開有螺栓孔，用以將固定盤固定于臺(tái)面上并用以固定圓盤驅(qū)動(dòng)裝置；工形結(jié)構(gòu)的盤驅(qū)電機(jī)支座固定于臺(tái)面的右邊沿靠后處，所述盤驅(qū)電機(jī)支座的槽口朝內(nèi)，并且槽口內(nèi)固定置有用以提供動(dòng)力的盤驅(qū)電機(jī)，所述盤驅(qū)電機(jī)的輸出軸穿過(guò)盤驅(qū)電機(jī)支座的下側(cè)板與同步帶輪連接，用以帶動(dòng)同步帶輪轉(zhuǎn)動(dòng)。

所述鋼球固定裝置位于圓鋼盤的上側(cè)，其主體結(jié)構(gòu)包括：鋼球支座、鋼球套筒、張緊線螺母和鋼球；鋼球支座為圓桿狀結(jié)構(gòu)，其上端與加載回轉(zhuǎn)裝置中的加載板的外端連接，用以將加載回轉(zhuǎn)裝置加載的力傳遞至鋼球支座，鋼球支座的下端螺紋連接圓柱狀鋼球套筒，鋼球套筒的外側(cè)面靠上處置有兩個(gè)張緊線螺母，所述鋼球套筒上的兩個(gè)張緊線螺母之間的夾角為180°；通過(guò)張緊線與傳感器固定及調(diào)節(jié)裝置中的壓力傳感器連接；所述鋼球套筒的下端套有鋼球，鋼球的下端與圓鋼盤接觸來(lái)作為高應(yīng)力接觸副，并通過(guò)壓力傳感器來(lái)觀測(cè)接觸副摩擦力變化過(guò)程。

所述傳感器固定及調(diào)節(jié)裝置位于平移臺(tái)左右邊沿靠前處，其主體結(jié)構(gòu)包括：一維平移臺(tái)、支座腳、支撐螺釘、傳感器連接板和拉壓力傳感器；所述一維平移臺(tái)與平移臺(tái)活動(dòng)式連接，并且只能夠沿平移臺(tái)左右移動(dòng)，所述一維平移臺(tái)的上表面固定置有l(wèi)型結(jié)構(gòu)的支座腳，支座腳的上側(cè)中間處與支撐螺釘?shù)南露诉B接，所述傳感器連接板為l型彎折板結(jié)構(gòu)，下端為豎直平板結(jié)構(gòu)，上端為向外側(cè)彎折的短橫板結(jié)構(gòu)，所述豎直平板結(jié)構(gòu)的外側(cè)緊貼近支座腳的內(nèi)側(cè)，所述豎直平板結(jié)構(gòu)的內(nèi)側(cè)中間處固定置有拉壓力傳感器，所述拉壓力傳感器通過(guò)張緊線與張緊線螺母連接，所述支撐螺釘?shù)纳蟼?cè)與傳感器連接板的短橫板結(jié)構(gòu)連接，通過(guò)調(diào)節(jié)支撐螺釘來(lái)調(diào)節(jié)傳感器連接板的高度，進(jìn)一步調(diào)節(jié)壓力傳感器的高度。

所述加載回轉(zhuǎn)裝置固定置于平移臺(tái)的后邊沿中間處，其主體結(jié)構(gòu)包括：加載板、彈簧調(diào)節(jié)螺母、彈簧、彈簧座、支撐側(cè)板、推力軸、軸承座和推力球軸承；空心圓柱結(jié)構(gòu)的軸承座固定置于平移臺(tái)上，其中間空腔處置有推力球軸承，所述推力球軸承與推力軸的下端軸承連接，推力軸能夠繞推力球軸承在水平方向自由轉(zhuǎn)動(dòng)，所述推力軸的上側(cè)為長(zhǎng)方體板狀結(jié)構(gòu)，并且推力軸的中間處與平板狀結(jié)構(gòu)的彈簧座連接，所述推力軸的上端與支撐側(cè)板的一端轉(zhuǎn)動(dòng)式連接，支撐側(cè)板能夠繞推力軸上下轉(zhuǎn)動(dòng)；所述支撐側(cè)板的另一端與加載板的一端連接，所述加載板的另一端與鋼球支座連接，用以對(duì)鋼球固定裝置進(jìn)行加載；所述彈簧座的上側(cè)固定置有彈簧調(diào)節(jié)螺母，彈簧調(diào)節(jié)螺母的上端置有彈簧，彈簧的上端與加載板靠近支撐側(cè)板的一端的底部連接，用以通過(guò)調(diào)節(jié)彈簧調(diào)節(jié)螺母來(lái)控制加載板所加載力的大小。

所述平移裝置包括：臺(tái)面、滑塊、導(dǎo)軌、平移板、螺紋前座、螺紋后座、平移螺桿和固定通孔；臺(tái)面的靠近前邊沿處開有固定通孔，臺(tái)面的上側(cè)置有平移板，所述平移板的下表面上置有螺紋前座，所述臺(tái)面的上表面上置有螺紋后座，螺紋前座和螺紋后座通過(guò)平移螺桿連接，平移螺桿旋轉(zhuǎn)能夠?qū)崿F(xiàn)平移板的水平移動(dòng)，臺(tái)面的上表面置有沿臺(tái)面前后方向延伸的直線導(dǎo)軌和滑塊結(jié)構(gòu)，所述平移板的下表面開有與導(dǎo)軌和滑塊配合的溝槽，滑塊能夠在溝槽中的滑動(dòng)，用以降低了平移板移動(dòng)過(guò)程中的摩擦阻力，并通過(guò)平移板前后移動(dòng)來(lái)帶動(dòng)鋼球固定裝置、傳感器固定及調(diào)節(jié)裝置和加載回轉(zhuǎn)裝置前后移動(dòng)，用以調(diào)節(jié)圓鋼盤的回轉(zhuǎn)半徑。

本發(fā)明在測(cè)量高應(yīng)力接觸潤(rùn)滑油油膜摩擦力時(shí)，具體測(cè)量步驟如下：

1、回轉(zhuǎn)半徑和加載力的調(diào)整：

先調(diào)整平移螺桿來(lái)調(diào)整平移板的前后位置，通過(guò)臺(tái)面位置的移動(dòng)來(lái)調(diào)整鋼球的回轉(zhuǎn)半徑，根據(jù)所需加載力的大小來(lái)調(diào)節(jié)彈簧調(diào)節(jié)螺母，再將對(duì)應(yīng)重量的砝碼放在加載板上進(jìn)行準(zhǔn)確加載；

2、拉壓力傳感器位置的調(diào)整：

先調(diào)整支撐螺釘來(lái)調(diào)整傳感器連接板的高度，使拉壓力傳感器達(dá)到所需要的高度，調(diào)整完畢后固定好支撐螺釘，再移動(dòng)一維平移臺(tái)來(lái)調(diào)整所需要張緊力的大小，調(diào)整完畢后固定一維平移臺(tái)；

3、摩擦力的獲?。?/p>

啟動(dòng)盤驅(qū)電機(jī)，盤驅(qū)電機(jī)通過(guò)同步帶輪帶動(dòng)從動(dòng)帶輪轉(zhuǎn)動(dòng)，將動(dòng)力傳遞至從動(dòng)軸上來(lái)帶動(dòng)圓鋼盤轉(zhuǎn)動(dòng)，圓鋼盤和鋼球共同組成高應(yīng)力接觸副，兩個(gè)拉壓力傳感器對(duì)拉的方式與加載板通過(guò)張緊線相連，兩個(gè)拉壓力傳感器連接到平移臺(tái)上，通過(guò)移動(dòng)平移臺(tái)來(lái)拉緊張緊線，加載板在未受到兩個(gè)拉壓力傳感器緊約束的條件下，能夠繞加載回轉(zhuǎn)裝置自由回轉(zhuǎn)；而當(dāng)加載板被兩個(gè)拉壓力傳感器對(duì)拉約束后，加載板的在接觸副摩擦力作用下，將會(huì)產(chǎn)生回轉(zhuǎn)趨勢(shì)，該趨勢(shì)傳遞到拉壓力傳感器上，進(jìn)而獲取摩擦力；

4、摩擦力的在線測(cè)量和存儲(chǔ)：

通過(guò)拉壓力傳感器測(cè)量出圓鋼盤與鋼球摩擦力，由數(shù)據(jù)采集卡usb捕獲并傳輸?shù)絧c端，由pc端將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，通過(guò)調(diào)用動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)，對(duì)數(shù)據(jù)采集的labview進(jìn)行程序設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)labview與普通數(shù)據(jù)采集卡usb的結(jié)合，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)信號(hào)的采集、處理和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，通過(guò)采集界面來(lái)直接讀出摩擦力，完成摩擦力的在線測(cè)量和存儲(chǔ)；

5、測(cè)量設(shè)備的標(biāo)定：

采用兩個(gè)拉壓力傳感器對(duì)拉能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)測(cè)量過(guò)程中的系統(tǒng)誤差進(jìn)行標(biāo)定，由于加載板的回轉(zhuǎn)需要通過(guò)推力球軸承支撐來(lái)實(shí)現(xiàn)，若使鋼球產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)或運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，必須克服推力軸承本身的滾動(dòng)摩擦力，為了保證摩擦力測(cè)量的準(zhǔn)確性，必須標(biāo)定出推力球軸承中的摩擦力矩，采用陳俊等設(shè)計(jì)的傳感器對(duì)拉實(shí)驗(yàn)，由拉壓力傳感器測(cè)量出的數(shù)值進(jìn)行修正，假設(shè)阻礙鋼球運(yùn)動(dòng)的摩擦力矩為m，將兩個(gè)拉壓力傳感器分別命名為傳感器1和傳感器2來(lái)進(jìn)行區(qū)分，當(dāng)傳感器1固定，傳感器2勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，傳感器1得到拉力值f1，傳感器2得到f2，有：

f2x2＝f1x1+m(1)

令上式中則有

f2＝b+f1k(2)

其中，x1、x2分別表示傳感器1和傳感器2到回轉(zhuǎn)中心的距離，需要說(shuō)明的是，雖然對(duì)拉實(shí)驗(yàn)球-盤并未接觸，但是實(shí)驗(yàn)中的f2可等效為摩擦力系統(tǒng)中球-盤接觸后潤(rùn)滑油膜給鋼球施加的實(shí)際摩擦力，因此，為了消除了推力球軸承中摩擦力矩的影響，只需讀取傳感器f1的數(shù)值，潤(rùn)滑油膜施加給鋼球的實(shí)際摩擦力f2則通過(guò)擬合公式計(jì)算得到。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，采用鋼球與圓鋼盤配合的結(jié)構(gòu)作為高應(yīng)力接觸副，并通過(guò)拉壓力傳感器來(lái)時(shí)時(shí)獲得接觸副摩擦力變化過(guò)程，提高了測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和重復(fù)性，平移板能夠沿臺(tái)面前后移動(dòng)來(lái)調(diào)節(jié)回轉(zhuǎn)半徑，實(shí)用性好，加載回轉(zhuǎn)裝置能夠根據(jù)需要精確控制加載力的大小，以保證測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性，同時(shí)提高了設(shè)備的操作靈活性，其主體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)構(gòu)思巧妙，測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確，操作簡(jiǎn)單方便，原理科學(xué)，使用方便靈活，實(shí)用性強(qiáng)，應(yīng)用環(huán)境好，市場(chǎng)前景廣闊。

附圖說(shuō)明：

圖1為本發(fā)明的主體結(jié)構(gòu)原理示意圖。

圖2為本發(fā)明涉及的圓盤驅(qū)動(dòng)裝置的主體結(jié)構(gòu)原理示意圖。

圖3為本發(fā)明涉及的鋼球固定裝置的主體結(jié)構(gòu)原理示意圖。

圖4為本發(fā)明涉及的傳感器固定及調(diào)節(jié)裝置的主體結(jié)構(gòu)原理示意圖。

圖5為本發(fā)明涉及的加載回轉(zhuǎn)裝置的主體結(jié)構(gòu)原理示意圖。

圖6為本發(fā)明涉及的軸承座的縱剖面結(jié)構(gòu)原理示意圖。

圖7為本發(fā)明涉及的平移裝置的主體結(jié)構(gòu)原理示意圖。

具體實(shí)施方式：

下面通過(guò)實(shí)施例并結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。

實(shí)施例：

本實(shí)施例涉及的高應(yīng)力接觸潤(rùn)滑油油膜摩擦力的模擬測(cè)量裝置的主體結(jié)構(gòu)包括：支撐平臺(tái)1、圓盤驅(qū)動(dòng)裝置2、鋼球固定裝置3、傳感器固定及調(diào)節(jié)裝置4、加載回轉(zhuǎn)裝置5和平移裝置6；支撐平臺(tái)1是底部為四腳支撐結(jié)構(gòu)，四個(gè)支撐腳的上端分別與臺(tái)面61的四角處固定連接；所述圓盤驅(qū)動(dòng)裝置2固定置于支撐平臺(tái)1上表面靠近前邊沿處，其主體結(jié)構(gòu)包括：圓鋼盤21、固定裝置22、從動(dòng)帶輪23、從動(dòng)軸24、盤驅(qū)電機(jī)支座25、盤驅(qū)電機(jī)26、同步帶輪27、固定盤28和套筒29；圓鋼盤21固定置于從動(dòng)軸24的上端，所述圓鋼盤21的上端置有用以固定圓鋼盤21的圓形固定裝置22，所述從動(dòng)軸24的下端穿過(guò)平移裝置6上的固定通孔68，并且從動(dòng)軸24下端固定置有從動(dòng)帶輪23，用以傳遞同步帶輪27的動(dòng)力以帶動(dòng)從動(dòng)軸24轉(zhuǎn)動(dòng)，從動(dòng)軸24的下端貼近從動(dòng)帶輪23的上側(cè)活動(dòng)式套有柱形空心套筒29，套筒29上端固定連接有固定盤28，所述從動(dòng)軸24能夠繞套筒29中間的腔室自由轉(zhuǎn)動(dòng)，所述固定盤28和固定通孔68的圓周邊沿處對(duì)應(yīng)位置均開有螺栓孔，用以將固定盤28固定于臺(tái)面61上并用以固定圓盤驅(qū)動(dòng)裝置2；工形結(jié)構(gòu)的盤驅(qū)電機(jī)支座25固定于臺(tái)面61的右邊沿靠后處，所述盤驅(qū)電機(jī)支座25的槽口朝內(nèi)，并且槽口內(nèi)固定置有用以提供動(dòng)力的盤驅(qū)電機(jī)26，所述盤驅(qū)電機(jī)26的輸出軸穿過(guò)盤驅(qū)電機(jī)支座25的下側(cè)板與同步帶輪27連接，用以帶動(dòng)同步帶輪27轉(zhuǎn)動(dòng)。

所述鋼球固定裝置3位于圓鋼盤21的上側(cè)，其主體結(jié)構(gòu)包括：鋼球支座31、鋼球套筒32、張緊線螺母33和鋼球34；鋼球支座31為圓桿狀結(jié)構(gòu)，其上端與加載回轉(zhuǎn)裝置5中的加載板51的外端連接，用以將加載回轉(zhuǎn)裝置5加載的力傳遞至鋼球支座31，鋼球支座31的下端螺紋連接圓柱狀鋼球套筒32，鋼球套筒32的外側(cè)面靠上處置有兩個(gè)張緊線螺母33，所述鋼球套筒32上的兩個(gè)張緊線螺母33之間的夾角為180°；通過(guò)張緊線與傳感器固定及調(diào)節(jié)裝置4中的壓力傳感器45連接；所述鋼球套筒32的下端套有鋼球34，鋼球34的下端與圓鋼盤21接觸來(lái)作為高應(yīng)力接觸副，并通過(guò)壓力傳感器45來(lái)觀測(cè)接觸副摩擦力變化過(guò)程。

所述傳感器固定及調(diào)節(jié)裝置4位于平移臺(tái)64左右邊沿靠前處，其主體結(jié)構(gòu)包括：一維平移臺(tái)41、支座腳42、支撐螺釘43、傳感器連接板44和拉壓力傳感器45；所述一維平移臺(tái)41與平移臺(tái)64活動(dòng)式連接，并且只能夠沿平移臺(tái)64左右移動(dòng)，所述一維平移臺(tái)41的上表面固定置有l(wèi)型結(jié)構(gòu)的支座腳42，支座腳42的上側(cè)中間處與支撐螺釘43的下端連接，所述傳感器連接板44為l型彎折板結(jié)構(gòu)，下端為豎直平板結(jié)構(gòu)，上端為向外側(cè)彎折的短橫板結(jié)構(gòu)，所述豎直平板結(jié)構(gòu)的外側(cè)緊貼近支座腳42的內(nèi)側(cè)，所述豎直平板結(jié)構(gòu)的內(nèi)側(cè)中間處固定置有拉壓力傳感器45，所述拉壓力傳感器45通過(guò)張緊線與張緊線螺母33連接，所述支撐螺釘43的上側(cè)與傳感器連接板44的短橫板結(jié)構(gòu)連接，通過(guò)調(diào)節(jié)支撐螺釘43來(lái)調(diào)節(jié)傳感器連接板44的高度，進(jìn)一步調(diào)節(jié)壓力傳感器45的高度。

所述加載回轉(zhuǎn)裝置5固定置于平移臺(tái)64的后邊沿中間處，其主體結(jié)構(gòu)包括：加載板51、彈簧調(diào)節(jié)螺母52、彈簧53、彈簧座54、支撐側(cè)板55、推力軸56、57、軸承座58和推力球軸承59；空心圓柱結(jié)構(gòu)的軸承座58固定置于平移臺(tái)64上，其中間空腔處置有推力球軸承59，所述推力球軸承59與推力軸56的下端軸承連接，推力軸56能夠繞推力球軸承59在水平方向自由轉(zhuǎn)動(dòng)，所述推力軸56的上側(cè)為長(zhǎng)方體板狀結(jié)構(gòu)，并且推力軸56的中間處與平板狀結(jié)構(gòu)的彈簧座54連接，所述推力軸56的上端與支撐側(cè)板55的一端轉(zhuǎn)動(dòng)式連接，支撐側(cè)板55能夠繞推力軸56上下轉(zhuǎn)動(dòng)；所述支撐側(cè)板55的另一端與加載板51的一端連接，所述加載板51的另一端與鋼球支座31連接，用以對(duì)鋼球固定裝置3進(jìn)行加載；所述彈簧座54的上側(cè)固定置有彈簧調(diào)節(jié)螺母52，彈簧調(diào)節(jié)螺母52的上端置有彈簧53，彈簧的上端與加載板51靠近支撐側(cè)板55的一端的底部連接，用以通過(guò)調(diào)節(jié)彈簧調(diào)節(jié)螺母52來(lái)控制加載板51所加載力的大小。

所述平移裝置6包括：臺(tái)面61、滑塊62、導(dǎo)軌63、平移板64、螺紋前座65、螺紋后座66、平移螺桿67和固定通孔68；臺(tái)面61的靠近前邊沿處開有固定通孔68，臺(tái)面61的上側(cè)置有平移板64，所述平移板64的下表面上置有螺紋前座65，所述臺(tái)面61的上表面上置有螺紋后座66，螺紋前座65和螺紋后座66通過(guò)平移螺桿67連接，平移螺桿67旋轉(zhuǎn)能夠?qū)崿F(xiàn)平移板64的水平移動(dòng)，臺(tái)面61的上表面置有沿臺(tái)面61前后方向延伸的直線導(dǎo)軌63和滑塊62結(jié)構(gòu)，所述平移板64的下表面開有與導(dǎo)軌63和滑塊62配合的溝槽，滑塊62能夠在溝槽中的滑動(dòng)，用以降低了平移板64移動(dòng)過(guò)程中的摩擦阻力，并通過(guò)平移板64前后移動(dòng)來(lái)帶動(dòng)鋼球固定裝置3、傳感器固定及調(diào)節(jié)裝置4和加載回轉(zhuǎn)裝置5前后移動(dòng)，用以調(diào)節(jié)圓鋼盤21的回轉(zhuǎn)半徑。

本實(shí)施例在測(cè)量高應(yīng)力接觸潤(rùn)滑油油膜摩擦力時(shí)，具體測(cè)量步驟如下：

(1)回轉(zhuǎn)半徑和加載力的調(diào)整：

先調(diào)整平移螺桿67來(lái)調(diào)整平移板64的前后位置，通過(guò)臺(tái)面61位置的移動(dòng)來(lái)調(diào)整鋼球34的回轉(zhuǎn)半徑，根據(jù)所需加載力的大小來(lái)調(diào)節(jié)彈簧調(diào)節(jié)螺母52，再將對(duì)應(yīng)重量的砝碼放在加載板51上進(jìn)行準(zhǔn)確加載；

(2)拉壓力傳感器位置的調(diào)整：

先調(diào)整支撐螺釘43來(lái)調(diào)整傳感器連接板44的高度，使拉壓力傳感器45達(dá)到所需要的高度，調(diào)整完畢后固定好支撐螺釘43，再移動(dòng)一維平移臺(tái)41來(lái)調(diào)整所需要張緊力的大小，調(diào)整完畢后固定一維平移臺(tái)41；

(3)摩擦力的獲?。?/p>

啟動(dòng)盤驅(qū)電機(jī)26，盤驅(qū)電機(jī)26通過(guò)同步帶輪27帶動(dòng)從動(dòng)帶輪23轉(zhuǎn)動(dòng)，將動(dòng)力傳遞至從動(dòng)軸24上來(lái)帶動(dòng)圓鋼盤21轉(zhuǎn)動(dòng)，圓鋼盤21和鋼球34共同組成高應(yīng)力接觸副，兩個(gè)拉壓力傳感器45對(duì)拉的方式與加載板51通過(guò)張緊線相連，兩個(gè)拉壓力傳感器45連接到平移臺(tái)64上，通過(guò)移動(dòng)平移臺(tái)64來(lái)拉緊張緊線，加載板51在未受到兩個(gè)拉壓力傳感器45緊約束的條件下，能夠繞加載回轉(zhuǎn)裝置5自由回轉(zhuǎn)；而當(dāng)加載板51被兩個(gè)拉壓力傳感器45對(duì)拉約束后，加載板51的在接觸副摩擦力作用下，將會(huì)產(chǎn)生回轉(zhuǎn)趨勢(shì)，該趨勢(shì)傳遞到拉壓力傳感器45上，進(jìn)而獲取摩擦力；

(4)摩擦力的在線測(cè)量和存儲(chǔ)：

通過(guò)拉壓力傳感器45測(cè)量出圓鋼盤21與鋼球34摩擦力，由數(shù)據(jù)采集卡usb5935捕獲并傳輸?shù)絧c端，由pc端將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，通過(guò)調(diào)用動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)，對(duì)數(shù)據(jù)采集的labview進(jìn)行程序設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)labview與普通數(shù)據(jù)采集卡usb5935的結(jié)合，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)信號(hào)的采集、處理和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，通過(guò)采集界面來(lái)直接讀出摩擦力，完成摩擦力的在線測(cè)量和存儲(chǔ)；

(5)測(cè)量設(shè)備的標(biāo)定：

采用兩個(gè)拉壓力傳感器45對(duì)拉能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)測(cè)量過(guò)程中的系統(tǒng)誤差進(jìn)行標(biāo)定，由于加載板51的回轉(zhuǎn)需要通過(guò)推力球軸承59支撐來(lái)實(shí)現(xiàn)，若使鋼球(滾子)產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)或運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，必須克服推力球軸承59本身的滾動(dòng)摩擦力，為了保證摩擦力測(cè)量的準(zhǔn)確性，必須標(biāo)定出推力球軸承59中的摩擦力矩，采用陳俊等設(shè)計(jì)的傳感器對(duì)拉實(shí)驗(yàn)，由拉壓力傳感器45測(cè)量出的數(shù)值進(jìn)行修正，假設(shè)阻礙鋼球34運(yùn)動(dòng)的摩擦力矩為m，將兩個(gè)拉壓力傳感器45分別命名為傳感器1和傳感器2來(lái)進(jìn)行區(qū)分，當(dāng)傳感器1固定，傳感器2勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，傳感器1得到拉力值f1，傳感器2得到f2，有：

f2x2＝f1x1+m(1)

令上式中則有

f2＝b+f1k(2)

其中，x1、x2分別表示傳感器1和傳感器2到回轉(zhuǎn)中心的距離，需要說(shuō)明的是，雖然對(duì)拉實(shí)驗(yàn)球-盤并未接觸，但是實(shí)驗(yàn)中的f2可等效為摩擦力系統(tǒng)中球-盤接觸后潤(rùn)滑油膜給鋼球施加的實(shí)際摩擦力，因此，為了消除了軸承中摩擦力矩的影響，本實(shí)施例只需讀取傳感器f1的數(shù)值，潤(rùn)滑油膜施加給鋼球的實(shí)際摩擦力f2則通過(guò)擬合公式計(jì)算得到。