一种二维运动的剪切流变仪的制作方法

技术特征：
1.一种二维运动的剪切流变仪，其特征在于，所述剪切流变仪包括：支架；二维运动传递装置，包括可转动地设置在所述支架上的传动轴、驱动所述传动轴沿周向转动的第一驱动件和驱动所述传动轴在沿周向转动的同时沿轴向往复移动的第二驱动件，且所述传动轴分别与所述第一驱动件和所述第二驱动件相连；同心圆筒装置，包括同轴设置的圆筒和中心固定轴，所述圆筒可转动地设置在所述中心固定轴外，且所述圆筒的内壁和所述中心固定轴的外壁围合出用于盛放待测流体介质的工作腔，所述中心固定轴的一端密封贯穿所述圆筒并与所述支架固定连接；参数测量装置，用于获取所述待测流体介质的参数；所述圆筒的一端与所述传动轴同轴固定相连，所述传动轴带动所述圆筒同时沿所述周向转动和沿所述轴向往复移动，从而使得所述工作腔内的所述待测流体介质同时具有周向转动和轴向往复移动的二维流场，且所述参数测量装置测量所述待测流体介质的参数，从而获取所述待测流体介质在二维流场下的流变性能。2.如权利要求1所述的一种二维运动的剪切流变仪，其特征在于，所述支架包括：底板，水平设置，且所述底板上固定设有底板座，所述底板座上开设有供所述中心固定轴的一端插入的第一安装孔，隔板，与所述底板间隔设置，且所述隔板上开设有供所述传动轴贯穿的隔板通孔；连接板，分别与所述底板和所述隔板固定相连。3.如权利要求2所述的一种二维运动的剪切流变仪，其特征在于，所述第一驱动件是电机，所述电机与所述传动轴的第一端同轴相连；所述第二驱动件包括：双面导轨，同轴固定在所述传动轴上，所述双面导轨沿所述轴向的两端分别设有滚动面，所述滚动面均呈沿所述轴向的环状曲面，所述曲面带有轴向的起伏，所述导轨沿所述轴向的投影呈圆环状，且所述的曲面有2个最高点和2个最低点，所述的最高点和最低点分别位于所述圆环的相互垂直的两条直径上，所述的曲面分别依照所述的两条直径对称；两个轴承运动组件，对称设置在所述导轨沿所述轴向的两端，所述轴承运动组件包括支撑环、轴承定位杆和滚动轴承；所述支撑环同轴套设在所述传动轴外，且其中一个所述支撑环设置在所述隔板上；所述支撑环上关于所述轴向对称设有2个所述轴承定位杆，所述轴承定位杆沿着所述径向延伸，可沿着所述滚动面滚动的所述滚动轴承设置在所述轴承定位杆上；拉紧件，用于将两个所述轴承运动组件的所述滚动轴承拉紧在所述导轨的滚动面上；两个所述滚动面的波形相互同相，所述传动轴带动所述双面导轨沿周向转动时，所述双面导轨挤压所述滚动轴承在对应的所述滚动面上滚动，从而推动所述传动轴沿轴向往复移动。4.如权利要求3所述的一种二维运动的剪切流变仪，其特征在于，所述支撑环上设有2个轴对称的第一径向通孔，且所述第一径向通孔的内壁上具有第一轴肩；所述轴承定位杆贯穿所述第一径向通孔，且所述轴承定位杆包括沿所述径向依次设置的第一轴段、第二轴段和第三轴段，其中：所述第一轴段外露于所述支撑环的内侧，且所述第一轴段上设有第一环形槽，所述第一环形槽内设有弹性挡圈；所述第二轴段位于所述支撑环的内壁外，且所述第二轴段的直
径大于所述第一轴段的直径，所述第二轴段与所述第一轴段之间具有第二轴肩；所述第三轴段的直径大于所述第二轴段的直径，所述第三轴段与所述第二轴段之间具有第三轴肩；所述第三轴段的外端位于所述第一径向通孔之外，且所述第三轴段的外端上设有第二环形槽；所述第一轴段上依次设有第一无油轴承和所述滚动轴承，所述滚动轴承的两端分别通过所述弹性挡圈和所述第一无油轴承限位；所述第二轴段位于所述第一径向通孔内，且所述第二轴段的一端通过所述第一无油轴承与所述支撑环的内侧面相抵实现限位，另一端通过所述第三轴肩和所述第一轴肩的相抵实现定位。5.如权利要求4所述的一种二维运动的剪切流变仪，其特征在于，所述支撑环上对称设有2个第二径向通孔，所述第二径向通孔与所述第一径向通孔沿周向交替间隔设置；所述拉紧件包括贯穿所述第二径向通孔的螺栓和间隙补偿板，所述螺栓的内端通过第一螺母拧紧在所述支撑环的内侧面上，所述间隙补偿板的两端分别通过第二螺母、第三螺母与两个所述轴承运动组件内相对应的两个所述螺栓的外端固定相连，以将两个所述轴承运动组件拉紧在一起；所述拉紧件还包括第一钩簧和第二钩簧，两个所述轴承运动组件内相对应的两个所述螺栓的外端分别通过第二钩簧拉紧连接；两个所述轴承运动组件内相对应的两个所述第二环形槽分别通过第二钩簧拉紧连接。6.如权利要求2所述的一种二维运动的剪切流变仪，其特征在于，所述圆筒包括：筒体，所述筒体内具有同轴设置的内腔；第一端盖，与所述筒体的第一端可拆卸地密封连接，且所述第一端盖与所述内腔之间设有第一密封圈，以密封所述内腔；所述第一端盖外表面的中心处设有供所述传动轴插入并固定的第二安装孔，所述第一端盖内表面的中心处设有供所述中心固定轴的一端插入的第三安装孔；第二端盖，与所述筒体的第二端可拆卸地密封连接，且所述第二端盖与所述内腔之间设有第二密封圈，以密封所述内腔；所述第二端盖的中心处设有供所述中心固定轴的另一端贯穿的第四安装孔。7.如权利要求6所述的一种二维运动的剪切流变仪，其特征在于，所述中心固定轴依次设有同轴的第四轴段、第五轴段、第六轴段、第七轴段和第八轴段，其中：所述第四轴段的直径小于所述第五轴段的直径，所述第四轴段与所述第五轴段之间具有第四轴肩，所述第四轴段插设在所述第三安装孔内，且所述第四轴段与所述第三安装孔之间具有套设在所述第四轴段上的第二无油轴承，且所述第二无油轴承的两端分别通过所述第四轴肩和所述第四轴段上的限位件限位；所述第七轴段的直径大于所述第八轴段的直径，且所述第七轴段与所述第八轴段之间具有第五轴肩，所述第七轴段插设在所述第四安装孔内，且所述第七轴段与所述第四安装孔之间设有第三密封圈；所述第八轴段插入所述第一安装孔内，所述第八轴段与所述第四安装孔之间具有套设在所述第八轴段上的第三无油轴承，且所述第三无油轴承的两端分别通过所述第五轴肩和所述底板座限位，所述第八轴段与所述第一安装孔之间通过套设在所述第八轴段上的第四
密封圈密封；所述第八轴段上开设有第一径向销孔，第一固定销穿过所述底板座和所述第一径向销孔，从而将所述中心固定轴固定在所述底板座上；所述第五轴段、所述第六轴段均位于所述内腔内，且所述第六轴段的直径大于所述第五轴段的直径和所述第七轴段的直径；所述第六轴段的外周面与所述内腔的壁面围合形成所述工作区中间腔，所述第五轴段的外周面与所述内腔的壁面围合形成工作区上容腔，所述第七轴段的外周面与所述内腔的壁面围合形成工作区下容腔；所述第六轴段上间隔设有若干条沿所述轴向贯通的第一轴向流道，所述工作区上容腔和所述工作区下容腔通过所述第一轴向流道连通；所述工作区中间腔、所述工作区上容腔和所述工作区下容腔连通构成所述工作腔；所述第三安装孔的内壁面与所述第四轴段的端面之间围合形成进液腔，所述上端盖内设有沿所述轴向贯通的第二轴向流道和沿所述径向贯通的第一径向流道，所述第二轴向流道的一端外露于所述第一端盖形成注液口，且所述注液口配有第一螺堵；所述第二轴向流道的另一端与所述工作区上容腔连通；所述第一径向流道的一端与所述进液腔连通，另一端与所述第二轴向流道连通，所述工作区上容腔与所述进液腔通过所述第二轴向流道和所述第一径向流道连通。8.如权利要求7所述的一种二维运动的剪切流变仪，其特征在于，所述中心固定轴还包括与所述第八轴段同轴相连的第九轴段，所述第九轴段的直径小于所述第八轴段的直径，所述第九轴段与所述第八轴段之间具有第六轴肩，所述第九轴段插入所述第一安装孔内，且所述第九轴段的外壁面与所述第一安装孔之间围合形成压力腔；所述第七轴段上设有沿所述径向贯通的第二径向流道和沿所述轴向贯通的第三轴向流道，所述第三轴向流道延伸至所述第六轴肩处，所述第二径向流道的两端与所述工作区下容腔连通，所述第三轴向流道的一端与所述第二径向流道连通，另一端与所述压力腔连通；所述工作区下容腔与所述压力腔通过所述第二径向流道和所述第三轴向流道连通；所述压力腔的一侧开设有用于连接压力源的进压口。9.如权利要求8所述的一种二维运动的剪切流变仪，其特征在于，所述参数测量装置包括：扭矩传感器，一端通过第一联轴器与所述电机相连，另一端通过第二联轴器与所述传动轴同轴相连，以用于检测力矩参数；温度传感器，设置在所述工作区中间腔内，用于检测所述待测流体介质的温度参数；压力传感器，与所述压力腔连通，以用于检测环境压力参数；控制器，所述控制器与所述电机相连，且所述控制器控制所述电机按照预定转速进行转动；所述控制器与所述扭矩传感器、所述温度传感器、所述压力传感器、所述电机均相连，以获取所述力矩参数、所述温度参数、所述压力参数和所述预定转速，并对所述力矩参数、所述温度参数、所述压力参数、所述预定转速进行处理，从而获取待测流体介质在二维剪切流场下的流变性能。10.如权利要求7～9任一项所述的一种二维运动的剪切流变仪，其特征在于，所述传动轴贯穿所述隔板通孔，且所述传动轴与所述隔板通孔之间设有套设在所述传动轴上的第四无油轴承，所述传动轴的第一端插入所述第二安装孔内，且所述传动轴的第一端上设有第二径向销孔，第二固定销插入所述第一端盖和所述第二径向销孔，以将所述传动轴和所述
圆筒固定连接；所述中心固定轴是圆轴，且所述第六轴段的外表面光滑或设有若干个凹槽。

技术总结
本发明公开了一种二维运动的剪切流变仪，所述剪切流变仪包括支架、二维运动传递装置、同心圆筒装置和参数测量装置，本发明通过提供二维运动传递装置带动所述同心圆筒装置的圆筒沿所述周向转动和沿所述轴向往复移动，使得所述待测流体介质形成同时具有周向转动和轴向往复移动的二维流场，从而可获取所述待测流体介质在二维流场下的流变性能，且通过改变轴向往复移动的往复行程及周向转动的转速可实现多种二维运动形式，能充分研究待测流体介质二维剪切流变性能，有效解决了现有技术中的同心圆筒流变仪只能实现一维平转，不能提供二维运动流场，导致不能测量被测流体介质的二维剪切流变性能的技术问题，实现了适配性强的有益效果。效果。效果。


技术研发人员：丁川 章立超 阮健
受保护的技术使用者：浙江工业大学
技术研发日：2021.12.23
技术公布日：2022/4/5