[發明專利]一種測量滾動軸承摩擦力矩的裝置及方法

有效

• 申請號: 201910344090.9
• 申請日: 2019-04-26
• 公開（公告）號: CN110095217B
• 公開（公告）日: 2020-09-22
• 發明（設計）人: 吳參;熊銳峰;周春林;李興林;常振
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: G01L5/00
• 分類號: G01L5/00;G01M13/04
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務所(特殊普通合伙) 33240
• 代理人: 黃前澤

1.一種測量滾動軸承摩擦力矩的裝置，包括電機、滾珠絲杠滑臺、卡盤、軸、套筒、直線導軌和底板，其特征在于：還包括S型力傳感器、摩擦塊安裝角鋁、摩擦塊、光柵盤和光電檢測裝置；所述電機的底座固定在底板上，電機驅動滾珠絲杠滑臺；所述S型力傳感器的一端固定在滾珠絲杠滑臺的滑塊上，另一端固定有摩擦塊安裝角鋁；S型力傳感器的信號輸出端連接處理器；所述的摩擦塊與摩擦塊安裝角鋁靠近直線導軌的一側固定；直線導軌的滑軌固定在底板上，卡盤的底座固定在直線導軌的滑動塊上；直線導軌的滑動塊與直線導軌的滑軌構成滑動副，且直線導軌的滑動塊與直線導軌的滑軌通過螺栓固定連接；所述的光電檢測裝置固定在底板上，并設置在直線導軌一側；光電檢測裝置的信號輸出端連接處理器；所述軸的軸徑以及套筒內徑均有多種尺寸規格；不同內徑尺寸規格的套筒的外徑也各不相同，每個尺寸規格的套筒外固定一個內徑等于該套筒外徑的光柵盤。

2.根據權利要求1所述的一種測量滾動軸承摩擦力矩的裝置，其特征在于：所述的滾珠絲杠滑臺包括絲杠、滑塊和導桿；電機的輸出軸與絲杠通過聯軸器連接，滾珠絲杠滑臺的底座固定在底板上；導桿固定在滾珠絲杠滑臺的底座上，絲杠與滾珠絲杠滑臺的底座構成轉動副；滑塊與絲杠構成螺旋副，并與導桿構成滑動副。

3.根據權利要求1或2所述一種測量滾動軸承摩擦力矩的裝置的測量方法，其特征在于：該方法具體如下：

步驟一、根據待測軸承的外圈選取套筒內徑尺寸，根據待測軸承的內圈選取軸軸徑尺寸，然后將待測軸承外圈與套筒內壁過盈配合，將待測軸承內圈與軸過盈配合；再用卡盤將軸鎖緊固定；調節直線導軌的滑動塊位置，使套筒外壁與摩擦塊接觸，然后擰緊螺栓實現滑動塊定位；最后，測量摩擦塊長度L；

步驟二、電機反轉，驅動滾珠絲杠滑臺的滑塊運動，帶動S型力傳感器和磨擦塊后退至套筒外壁與摩擦塊不接觸時，電機停轉；然后，手動使待測軸承停轉，電機正轉，驅動滾珠絲杠滑臺的滑塊運動，滑塊運動時推動S型力傳感器和磨擦塊同步移動；磨擦塊與套筒接觸后通過摩擦力帶動套筒轉動，在摩擦塊運動過程中，摩擦塊與套筒之間的摩擦力F通過S型力傳感器測量；處理器計算摩擦塊與套筒接觸過程中S型力傳感器測量的摩擦力F的平均值F₁；

步驟三、套筒轉動時光柵盤隨之轉動，光柵盤轉動產生電信號，光柵盤每轉過一個值為柵距角α的角位移，則光電檢測裝置產生一個脈沖信號輸出；套筒停止轉動時，處理器根據記錄的脈沖信號個數n，計算得到待測軸承轉過的角度θ＝nα；

步驟四、由于平均值F₁對套筒做的功全部轉化成待測軸承轉動過程中的內能，根據能量守恒定律，得到摩擦力矩M＝F₁L/θ。