[發(fā)明專利]立式滾動(dòng)軸承當(dāng)量摩擦系數(shù)測量裝置與方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811283076.4
• 申請日: 2018-10-31
• 公開（公告）號(hào): CN109238707B
• 公開（公告）日: 2020-08-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 任成祖;葛翔;陳光;陳洋;閆傳濱;靳新民
• 申請（專利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類號(hào): G01M13/04
• 分類號(hào): G01M13/04
• 代理公司: 天津市北洋有限責(zé)任專利代理事務(wù)所 12201
• 代理人: 李素蘭

本發(fā)明公開了一種立式滾動(dòng)軸承當(dāng)量摩擦系數(shù)測量裝置，包括機(jī)身、滑臺(tái)、芯軸、兩個(gè)軸承座、轉(zhuǎn)速傳感器和數(shù)據(jù)采集/處理/計(jì)算/顯示系統(tǒng)。其中一個(gè)軸承座與機(jī)身固連，另一個(gè)與滑臺(tái)固連；A被測滾動(dòng)軸承外圈安裝于與機(jī)身固連的軸承座擋肩，B被測滾動(dòng)軸承外圈安裝于與滑臺(tái)固連的軸承座擋肩；A被測滾動(dòng)軸承內(nèi)圈安裝于芯軸一端軸肩，B被測滾動(dòng)軸承內(nèi)圈安裝于芯軸另一端軸肩；滑臺(tái)可以在導(dǎo)向部件的引導(dǎo)下沿軸承座的內(nèi)圓柱面的軸向平動(dòng)；數(shù)據(jù)采集/處理/計(jì)算/顯示系統(tǒng)用于采集、處理轉(zhuǎn)速傳感器監(jiān)測到的芯軸的角速度信號(hào)，計(jì)算被測滾動(dòng)軸承的當(dāng)量摩擦力矩和當(dāng)量摩擦系數(shù)。本發(fā)明測量裝置具有快速精密測量滾動(dòng)軸承當(dāng)量摩擦力矩和當(dāng)量摩擦系數(shù)的能力。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于滾動(dòng)軸承摩擦能耗特性測試技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種立式滾動(dòng)軸承當(dāng)量摩擦系數(shù)測量裝置與方法。

背景技術(shù)

滾動(dòng)軸承運(yùn)行過程中的摩擦能耗直接影響軸承的發(fā)熱、溫升和磨損等，進(jìn)而影響滾動(dòng)軸承的性能和壽命。滾動(dòng)軸承的摩擦能耗特性是滾動(dòng)軸承自身的一種固有特性，一定程度上反映了滾動(dòng)軸承的制造品質(zhì)和清潔程度。

現(xiàn)階段分別采用啟動(dòng)摩擦力矩和轉(zhuǎn)動(dòng)摩擦力矩來評(píng)價(jià)滾動(dòng)軸承的啟動(dòng)摩擦能耗和轉(zhuǎn)動(dòng)摩擦能耗，并使用各式滾動(dòng)軸承摩擦力矩測量裝置測量被測滾動(dòng)軸承的啟動(dòng)摩擦力矩和轉(zhuǎn)動(dòng)摩擦力矩。

由于測試條件下滾動(dòng)軸承的啟動(dòng)摩擦力矩和轉(zhuǎn)動(dòng)摩擦力矩的幅值較小，現(xiàn)有的滾動(dòng)軸承摩擦力矩測量裝置所使用的微力或微力矩傳感器在進(jìn)行高精度測量時(shí)精度明顯不足。因此，亟需開發(fā)一種新型測量裝置用于檢測滾動(dòng)軸承摩擦能耗特性。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提出一種用于角接觸球軸承和單列圓錐滾子軸承當(dāng)量摩擦系數(shù)測量裝置與方法。本發(fā)明所述的滾動(dòng)軸承特指角接觸球軸承和單列圓錐滾子軸承。本發(fā)明中，將被測滾動(dòng)軸承抽象為一個(gè)接觸角不變、滑動(dòng)配合面過滾動(dòng)體中心的虛擬滑動(dòng)軸承，即所述虛擬滑動(dòng)軸承是一個(gè)接觸角與被測滾動(dòng)軸承接觸角α相等、滑動(dòng)配合面過被測滾動(dòng)軸承滾動(dòng)體中心的虛擬的滑動(dòng)軸承，所述虛擬滑動(dòng)軸承的內(nèi)圈和外圈在滑動(dòng)配合面處組成滑動(dòng)摩擦副。將所述虛擬滑動(dòng)軸承處于與對(duì)應(yīng)的被測滾動(dòng)軸承相同的測量工況下，所述滑動(dòng)摩擦副的摩擦功耗相當(dāng)于被測滾動(dòng)軸承的摩擦功耗，所述滑動(dòng)摩擦副的摩擦功率等于所述滑動(dòng)摩擦副的滑動(dòng)摩擦力矩與所述虛擬滑動(dòng)軸承的回轉(zhuǎn)角速度的乘積，所述滑動(dòng)摩擦副的滑動(dòng)摩擦力矩等于所述滑動(dòng)配合面的中部半徑R、所述滑動(dòng)配合面處的法向負(fù)荷和所述滑動(dòng)摩擦副的摩擦系數(shù)的乘積。將所述滑動(dòng)摩擦副的滑動(dòng)摩擦力矩記為本發(fā)明所述的被測滾動(dòng)軸承的當(dāng)量摩擦力矩，將所述滑動(dòng)摩擦副的滑動(dòng)摩擦系數(shù)記為本發(fā)明所述的被測滾動(dòng)軸承的當(dāng)量摩擦系數(shù)。本發(fā)明所述當(dāng)量摩擦系數(shù)客觀反映了被測滾動(dòng)軸承的制造品質(zhì)和清潔程度，屬被測滾動(dòng)軸承的固有特性。本發(fā)明立式滾動(dòng)軸承當(dāng)量摩擦系數(shù)測量裝置具有快速精密測量滾動(dòng)軸承當(dāng)量摩擦系數(shù)的能力。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出一種立式滾動(dòng)軸承當(dāng)量摩擦系數(shù)測量裝置，該測量裝置包括機(jī)身、滑臺(tái)、芯軸、兩個(gè)軸承座、轉(zhuǎn)速傳感器和數(shù)據(jù)采集/處理/計(jì)算/顯示系統(tǒng)；所述兩個(gè)軸承座，其中一個(gè)與所述機(jī)身固連，另一個(gè)與所述滑臺(tái)固連；所述兩個(gè)軸承座分別設(shè)有用于安裝A被測滾動(dòng)軸承和B被測滾動(dòng)軸承的外圈的內(nèi)圓柱面和擋肩；所述芯軸的兩端分別設(shè)有用于安裝A被測滾動(dòng)軸承和B被測滾動(dòng)軸承的內(nèi)圈的軸肩；所述兩個(gè)軸承座的內(nèi)圓柱面同軸；所述滑臺(tái)在外力作用下沿所述兩個(gè)軸承座的內(nèi)圓柱面的軸向平動(dòng)；包括所述芯軸、A被測滾動(dòng)軸承和B被測滾動(dòng)軸承在內(nèi)的零部件共同構(gòu)成了本發(fā)明測量裝置的回轉(zhuǎn)軸系，所述回轉(zhuǎn)軸系上的運(yùn)動(dòng)件包括所述芯軸、A被測滾動(dòng)軸承的內(nèi)圈、B被測滾動(dòng)軸承的內(nèi)圈、A被測滾動(dòng)軸承的滾動(dòng)體、B被測滾動(dòng)軸承的滾動(dòng)體、A被測滾動(dòng)軸承的保持架和B被測滾動(dòng)軸承的保持架；所述轉(zhuǎn)速傳感器用于監(jiān)測所述芯軸的角速度；所述數(shù)據(jù)采集/處理/計(jì)算/顯示系統(tǒng)用于采集、處理所述轉(zhuǎn)速傳感器監(jiān)測到的所述芯軸的角速度信號(hào)，計(jì)算并顯示A被測滾動(dòng)軸承和B被測滾動(dòng)軸承的當(dāng)量摩擦力矩和當(dāng)量摩擦系數(shù)。

本發(fā)明中，所述回轉(zhuǎn)軸系為立式布局，所述兩個(gè)軸承座的內(nèi)圓柱面的軸線垂直于水平面。