[发明专利]一种脂润滑滚动轴承膜厚测量装置及其测试方法

权利要求书

1.一种脂润滑滚动轴承膜厚测试装置，包括一个密封的滚动轴承，一对电极与滚动轴承内外圈相连接，与这对电极相连的是一台电压测试器，与电压测试器相连的示波器会将电压测试器测量值显示出来；其特征在于，在滚动轴承轴向两侧附有两块密封板，该密封板可保证在滚动轴承转动过程中轴承内外圈与滚动体之间有充足的油脂；与轴承内外圈相连接的一对电极会将轴承内部因润滑情况的改变而形成的电压变化传导至电压测试器；电压测试器将这种电压变化经过分析后传导至示波器；示波器在经过分析后将电压变化转化为电容变化，并最终将电容变化转化为膜厚值显示出来；滚动轴承内外圈圈体表面分别有2个测试点，该测试点位置需加工圆槽，将电极用香蕉插头连接起来，并把香蕉插头嵌入圆槽并用环氧树脂封装；滚动轴承轴向有两块材料为透明聚四氟乙烯的密封板，该材料具有较好的绝缘性，并且具有较好的可视性，利于观察轴承在转动过程中的润滑情况；滚动轴承内外圈接有一对电极，这就将滚动轴承内外圈之间形成了一个电容，该电容由滚动体与内环和滚动体与外环之间的脂膜所形成，通过测试该电容的变化得出膜厚的变化；与电极相连接的电压测试器，由与其相连的示波器加载一个恒定频率的电压，然后测量的值是被测电容与被测电容和参照电容和值之间的比值；当被测电容与参照电容值相等时，该比值为0.5，示波器显示输出电压为全幅输出值的一半。

2.一种脂润滑滚动轴承膜厚测量方法，其特征在于，采用权利要求1所述的脂润滑滚动轴承膜厚测试装置实现，包括下述步骤：

(1)将受试轴承内外圈体内表面测点位置加工圆槽，将电极用香蕉插头连接起来，并把香蕉插头嵌入圆槽并用环氧树脂封装，然后将受试轴承安装到轴承装夹块中，并用聚四氟乙烯密封板进行密封，并安装在实验台架上；

(2)选择参考电容C_r，受试轴承在不加注润滑介质时，当输出电压为5V时，参考电容等于受试轴承本身的电容；电压测试器上设有三种参考电容值供选择，分别为：100pF，1nF和10nF，从100pF至10nF进行调试，输出电压最接近5V时为受试轴承的参考电容；

(3)对受试轴承加注润滑油脂，并开始在设定转速下测试输出电压V_m，输出电压值由电压测试器传导至示波器显示并记录下来，以便后期进行数值分析；然后可根据公式V_m＝V_max×C_r÷(C_r+C_m)可计算出被测脂膜厚度所对应的电容C_m；

(4)根据公式计算出膜厚值d，式中ε_r为材料相对静态介电常数，对于真空来说，其值为1，ε₀为真空节点常数值，其值为8.854×10^-12Fm^-1。