[發明專利]對滾摩擦副中公轉從動件的轉速測試方法

在審

• 申請號: 202110098012.2
• 申請日: 2021-01-25
• 公開（公告）號: CN112798813A
• 公開（公告）日: 2021-05-14
• 發明（設計）人: 宋晨飛;孫逸翔;張燕燕;李家偉;陳天驊;逄顯娟;王帥;張永振
• 申請（專利權）人: 河南科技大學
• 主分類號: G01P3/38
• 分類號: G01P3/38
• 代理公司: 鄭州睿信知識產權代理有限公司 41119
• 代理人: 胡曉東

本發明涉及對滾摩擦副中公轉從動件的轉速測試方法。對滾摩擦副中公轉從動件的轉速測試方法包括以下步驟：步驟一，在待測試的從動件上作至少一條線狀標記，線狀標記在從動件的公轉平面內的投影為直線；步驟二，使用攝像機對轉動中的對滾摩擦副成像，在從動件公轉不滿一周的過程中待測試從動件的至少兩幀圖像；步驟三，按照各幀圖像的時間序列選取前后任意兩幀圖像，獲取后幀自轉標線相對于前幀自轉標線沿從動件自轉方向轉過的夾角α；步驟四，根據公式ω_自=夾角α在整圓中的比例／ΔT得到從動件的自轉轉速ω_自，即單位時間內的自轉轉數，ΔT為兩幀圖像的成像時間間隔。上述方法能夠解決現有技術中滾動摩擦副的公轉從動件轉速測試困難的問題。

技術領域

本發明涉及對滾摩擦副中公轉從動件的轉速測試方法。

背景技術

滾動摩擦廣泛存在于軸承、車輪、導電旋轉關節等產品的運行中，所對應的對滾摩擦副包括主動件和從動件。在實際產品和工程應用中，從動件的旋轉中心往往發生周期性運動（存在公轉）。比如，軸承的內圈由旋轉主軸驅動，作為主動件，滾動體由內圈驅動，作為從動件，滾動體在自轉的同時圍繞旋轉主軸公轉。再如，滾動式導電旋轉關節的彈性滾環自轉的同時圍繞旋轉主軸發生公轉。滾動體的自轉和公轉是滾動摩擦中的重要參數，影響摩擦系數、磨損率、磨損機制等滾動摩擦磨損性能。

在實驗室滾動摩擦測試中，有幾種方法可以獲得自轉和公轉轉速：1、對滾摩擦副的主動件和從動件均由外加動力帶動主動旋轉，旋轉中心位置固定不變，摩擦副只有自轉而無公轉。2、對滾摩擦副的其中一個由外加動力帶動主動旋轉，轉速可控；另一個是從動旋轉，轉速依賴于摩擦學試驗條件，需要額外測試；對于無公轉的從動件，可在從動軸上安裝轉速傳感器等方法測定從動轉速；而對于發生公轉的從動件，其公轉和自轉的轉速測試困難較大。

目前尚無可靠的方法檢測此類從動件的公轉、自轉速度。

發明內容

本發明的目的是提供一種對滾摩擦副中公轉從動件的轉速測試方法，解決現有技術中滾動摩擦副的從動件轉速測試困難的問題。

本發明中采用如下技術方案：

對滾摩擦副中公轉從動件的轉速測試方法，該方法包括以下步驟：

步驟一，在待測試的從動件上作至少一條線狀標記，所述線狀標記在從動件的公轉平面內的投影為直線；

步驟二，使用攝像機對轉動中的對滾摩擦副成像，在從動件公轉不滿一周的過程中待測試從動件的至少兩幀圖像，獲得的各幀圖像中的線狀標記呈直線；

時序靠前的一幀圖像中的線狀標記所對應的直線為前幀自轉標線，時序靠后的一幀圖像中的線狀標記所對應的直線為后幀自轉標線；

步驟三，按照各幀圖像的時間序列選取前后任意兩幀圖像，獲取后幀自轉標線相對于前幀自轉標線沿從動件自轉方向轉過的夾角α；

根據前后兩幀圖像的間隔幀數和攝像機的幀率得到兩幀圖像的成像時間間隔ΔT，所述幀率為單位時間的成像幀數；

步驟四，根據以下公式得到從動件的自轉轉速ω_自，即單位時間內的自轉轉數：

ω_自=夾角α在整圓中的比例／ΔT。

有益效果：采用上述技術方案，通過在從動件上作線狀標記并利用攝像機成像，可以通過線狀標記利用幾何關系獲得自轉的夾角α，同時，根據前后兩幀圖像的間隔幀數和攝像機的幀率得到兩幀圖像的成像時間間隔ΔT，即可根據公式計算出從動件的自轉速度，無需安裝復雜的測試機構，不干擾從動件運動，無需檢測另外的主動件的運動狀態，簡單方便，從而解決現有技術中滾動摩擦副的從動件轉速測試困難的問題，有利于推動滾動摩擦學測試技術的發展和基礎研究的深入。

作為一種優選的技術方案：所述攝像機在單位時間的成像幀數為幀率，所述幀率ｆ滿足以下公式：

ｆ＞R_主／R_從*ω_主；式中：