一種髖關(guān)節(jié)試驗(yàn)機(jī)自潤(rùn)滑結(jié)構(gòu)及其工作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及潤(rùn)滑技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種并聯(lián)髖關(guān)節(jié)試驗(yàn)機(jī)自潤(rùn)滑結(jié)構(gòu)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]人體髖關(guān)節(jié)解剖結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造成髖部疼痛的病因也復(fù)雜多樣，尤其隨著年齡的增長(zhǎng)或意外情況的發(fā)生，人體髖關(guān)節(jié)會(huì)出現(xiàn)病變甚至損壞等現(xiàn)象，不能再使用。為減輕患者的病痛、改善其生活，人工髖關(guān)節(jié)置換術(shù)已經(jīng)得到廣發(fā)的應(yīng)用。人工髖關(guān)節(jié)在投入使用之前，必須進(jìn)彳丁大量的試驗(yàn)。并聯(lián)髓關(guān)節(jié)試驗(yàn)機(jī)基于其尚剛度、大承載、尚精度、尚速度、能t旲擬復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)等優(yōu)點(diǎn)，在人工髖關(guān)節(jié)摩擦磨損試驗(yàn)中起到非常重要的作用。
[0003]并聯(lián)髖關(guān)節(jié)試驗(yàn)機(jī)主要用于評(píng)價(jià)人工髖關(guān)節(jié)材料的摩擦磨損特性以及驗(yàn)證理論計(jì)算結(jié)果與實(shí)際的吻合程度，而摩擦學(xué)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果受實(shí)驗(yàn)設(shè)備的影響很大。一般試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行的試樣試驗(yàn)很難反應(yīng)人工髖關(guān)節(jié)的潤(rùn)滑環(huán)境(生理潤(rùn)滑)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果在臨床應(yīng)用上受到很大限制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]發(fā)明目的:為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供一種髖關(guān)節(jié)試驗(yàn)機(jī)自潤(rùn)滑結(jié)構(gòu)及其工作方法，通過(guò)壓力潤(rùn)滑油與潤(rùn)滑油膜間的壓力差來(lái)驅(qū)使?jié)櫥瓦M(jìn)入摩擦副面內(nèi)，控制潤(rùn)滑油膜的厚度在一定范圍內(nèi)保持不變，具有潤(rùn)滑方法簡(jiǎn)單，潤(rùn)滑效果好，價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)。
[0005]技術(shù)方案:為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:
[0006]—種髖關(guān)節(jié)試驗(yàn)機(jī)自潤(rùn)滑結(jié)構(gòu)，包括壓力儲(chǔ)油罐、壓力控制器、關(guān)節(jié)窩、關(guān)節(jié)頭和動(dòng)平臺(tái)組件空腔，所述關(guān)節(jié)頭固定設(shè)置在動(dòng)平臺(tái)組件空腔內(nèi)，所述關(guān)節(jié)窩半接觸式匹配在關(guān)節(jié)頭上組成摩擦副；所述壓力儲(chǔ)油罐內(nèi)的壓力潤(rùn)滑油經(jīng)過(guò)壓力控制器進(jìn)入到關(guān)節(jié)窩和關(guān)節(jié)頭形成的摩擦副面上，并在摩擦副面形成潤(rùn)滑油膜。
[0007]進(jìn)一步的，所述關(guān)節(jié)窩與油路連接，所述關(guān)節(jié)窩內(nèi)處于摩擦副面一側(cè)設(shè)置有若干出油孔，所述壓力潤(rùn)滑油先經(jīng)油路進(jìn)入關(guān)節(jié)窩內(nèi)，經(jīng)出油孔的進(jìn)油口進(jìn)入，從出油孔的出油口進(jìn)入至摩擦副面上，形成油膜。
[0008]進(jìn)一步的，所述出油孔分為普通油孔和弧形油孔，所述普通油孔均勻分布在關(guān)節(jié)窩的摩擦副面中心區(qū)域，所述弧形油孔均勻分布在關(guān)節(jié)窩的摩擦副面外圍區(qū)域，所述普通油孔的分布密度大于弧形油孔的分布密度；所述普通油孔的進(jìn)油口與出油口直徑大小相同，所述弧形油孔的進(jìn)油口的直徑大于出油口的直徑，每個(gè)所述弧形油孔的進(jìn)油口和出油口之間卡設(shè)滾球。
[0009]進(jìn)一步的，所述壓力儲(chǔ)油罐與動(dòng)平臺(tái)組件空腔內(nèi)的壓力差大小，決定關(guān)節(jié)窩與關(guān)節(jié)頭之間的油膜的厚度。
[0010]進(jìn)一步的，所述動(dòng)平臺(tái)組件空腔內(nèi)儲(chǔ)存1/10-1/8容量的預(yù)存潤(rùn)滑油。
[0011]進(jìn)一步的，所述壓力潤(rùn)滑油和預(yù)存潤(rùn)滑油均為人體血清。
[0012]—種髖關(guān)節(jié)試驗(yàn)機(jī)自潤(rùn)滑結(jié)構(gòu)的工作方法，其特征在于:
[0013]試驗(yàn)開(kāi)始前，滾球由于重力作用卡在弧形油孔的出油口附近，弧形油孔處于關(guān)閉狀態(tài)，壓力潤(rùn)滑油經(jīng)過(guò)壓力控制器進(jìn)入到油路內(nèi)，由于壓力控制器的作用，油路內(nèi)壓力潤(rùn)滑油的壓力更加穩(wěn)定，壓力潤(rùn)滑油再經(jīng)若干普通油孔進(jìn)入到關(guān)節(jié)窩與關(guān)節(jié)頭組成的摩擦副面內(nèi)；
[0014]整個(gè)摩擦副面充滿(mǎn)潤(rùn)滑油時(shí)，開(kāi)始試驗(yàn)；實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，由于關(guān)節(jié)窩的加載力及關(guān)節(jié)頭的運(yùn)動(dòng)，在摩擦副面形成一定厚度的油膜；當(dāng)油膜厚度變小，油膜壓力大于壓力潤(rùn)滑油的壓力時(shí)，滾球被推動(dòng)，弧形油孔打開(kāi)，壓力潤(rùn)滑油經(jīng)壓力控制器、油路、普通油孔和弧形油孔流向摩擦副面，快速補(bǔ)充潤(rùn)滑油；當(dāng)油膜厚度變大，油膜壓力小于壓力潤(rùn)滑油的壓力時(shí)，滾球由于壓力潤(rùn)滑油的推力作用又卡在弧形油孔的出油口附近；如此循環(huán)，使油膜厚度保持在一定范圍內(nèi)；
[0015]實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，摩擦副面內(nèi)會(huì)有潤(rùn)滑油泄露，泄露的潤(rùn)滑油進(jìn)入動(dòng)平臺(tái)組件空腔底部與預(yù)存潤(rùn)滑油匯合，再經(jīng)過(guò)過(guò)濾器進(jìn)入壓力儲(chǔ)油罐內(nèi)，補(bǔ)充損失的壓力潤(rùn)滑油。
[0016]有益效果:本發(fā)明基于壓差作用提出的一種并聯(lián)髖關(guān)節(jié)試驗(yàn)機(jī)自潤(rùn)滑結(jié)構(gòu)及方法，具有潤(rùn)滑方法簡(jiǎn)單、新穎、潤(rùn)滑效果好、操作方便、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，克服了傳統(tǒng)并聯(lián)髖關(guān)節(jié)試驗(yàn)機(jī)中通過(guò)在動(dòng)平臺(tái)組件空腔內(nèi)添加潤(rùn)滑油，浸沒(méi)關(guān)節(jié)窩、關(guān)節(jié)頭的潤(rùn)滑方法的潤(rùn)滑效果差、雜質(zhì)不能排除等缺點(diǎn)。
[0017]本發(fā)明通過(guò)設(shè)計(jì)兩種潤(rùn)滑油孔，即普通油孔和弧形油孔，普通油孔始終處于打開(kāi)狀態(tài)，弧形油孔隨著壓力潤(rùn)滑油和油膜的壓力差的變化隨時(shí)開(kāi)啟或關(guān)閉，既能在實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前通過(guò)普通油孔給摩擦副添加潤(rùn)滑油，也能夠在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，由于關(guān)節(jié)窩的加載和關(guān)節(jié)頭的運(yùn)動(dòng)而使?jié)櫥秃茈y添加到摩擦副面時(shí)，通過(guò)弧形油孔給摩擦副面添加潤(rùn)滑油；另外，由于弧形油孔隨著壓力潤(rùn)滑油和油膜的壓力差的變化而開(kāi)啟或關(guān)閉，當(dāng)油膜厚度適中，關(guān)節(jié)窩和關(guān)節(jié)頭處于良好的摩擦潤(rùn)滑狀態(tài)時(shí)，弧形油孔關(guān)閉，不給摩擦副面添加潤(rùn)滑油，這種根據(jù)壓差自動(dòng)調(diào)控油孔開(kāi)啟或關(guān)閉的潤(rùn)滑控制方法具有潤(rùn)滑效果好，價(jià)格低廉的優(yōu)點(diǎn)。
[0018]潤(rùn)滑油也設(shè)計(jì)成兩種，即壓力潤(rùn)滑油和預(yù)存潤(rùn)滑油，壓力潤(rùn)滑油儲(chǔ)存在壓力儲(chǔ)油罐中，為摩擦副面提供形成油膜用潤(rùn)滑油；預(yù)存潤(rùn)滑油儲(chǔ)存在動(dòng)平臺(tái)組件空腔內(nèi)，一方面由于摩擦副面的泄漏潤(rùn)滑油較少，很難收集，預(yù)存潤(rùn)滑油起到收集泄漏油的作用，另一方面，由于潤(rùn)滑油的泄漏，壓力潤(rùn)滑油變少，預(yù)存潤(rùn)滑油經(jīng)過(guò)過(guò)濾器與壓力潤(rùn)滑油連通，起到補(bǔ)充壓力潤(rùn)滑油的作用，使?jié)櫥到y(tǒng)更加穩(wěn)定，且不浪費(fèi)潤(rùn)滑油，具有價(jià)格低廉的優(yōu)點(diǎn)。
[0019]該并聯(lián)髖關(guān)節(jié)試驗(yàn)機(jī)自潤(rùn)滑結(jié)構(gòu)及方法具有潤(rùn)滑方法簡(jiǎn)單、新穎、潤(rùn)滑效果好、操作方便、系統(tǒng)穩(wěn)定、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1為本發(fā)明并聯(lián)髖關(guān)節(jié)試驗(yàn)機(jī)自潤(rùn)滑結(jié)構(gòu)圖；
[0021]圖2為本發(fā)明并聯(lián)髖關(guān)節(jié)試驗(yàn)機(jī)弧形油孔放大圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作更進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0023]如圖1，2所示為一種髖關(guān)節(jié)試驗(yàn)機(jī)自潤(rùn)滑結(jié)構(gòu)，包括壓力儲(chǔ)油罐1、壓力控制器3、關(guān)節(jié)窩7、關(guān)節(jié)頭8和動(dòng)平臺(tái)組件空腔12，所述關(guān)節(jié)頭8固定設(shè)置在動(dòng)平臺(tái)組件空腔12內(nèi)，所述關(guān)節(jié)窩7半接觸式匹配在關(guān)節(jié)頭8上組成摩擦副；所述壓力儲(chǔ)油罐1內(nèi)的壓力潤(rùn)滑油2經(jīng)過(guò)壓力控制器3進(jìn)入到關(guān)節(jié)窩7和關(guān)節(jié)頭8形成的摩擦副面上，并在摩擦副面形成潤(rùn)滑油月旲。
[0024]所述關(guān)節(jié)窩7與油路4連接，所述關(guān)節(jié)窩7內(nèi)處于摩擦副面一側(cè)設(shè)置有若干出油孔，所述壓力潤(rùn)滑油2先經(jīng)油路4進(jìn)入關(guān)節(jié)窩7內(nèi)，潤(rùn)滑油經(jīng)出油孔的進(jìn)油口進(jìn)入，從出油孔的出油口進(jìn)入至摩擦副面上，形成油膜。所述出油孔分為普通油孔5和弧形油孔6，所述普通油孔5均勻分布在關(guān)節(jié)窩7的摩擦副面中心區(qū)域，所述弧形油孔6圍繞普通油孔5的中心分布區(qū)域均勻分布在關(guān)節(jié)窩7的摩擦副面外圍區(qū)域；所述普通油孔5的分布密度大于弧形油孔