[發(fā)明專利]一種滾動(dòng)軸承滾子與滾道間摩擦力矩確定方法與測(cè)試裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110460855.2
• 申請(qǐng)日: 2021-04-27
• 公開（公告）號(hào): CN113295311B
• 公開（公告）日: 2022-04-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫守光;王曦;李強(qiáng);侯宇;鄒驊;劉志明;王文靜
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京交通大學(xué)
• 主分類號(hào): G01L5/00
• 分類號(hào): G01L5/00;G01M13/04
• 代理公司: 北京康思博達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11426
• 代理人: 范國(guó)鋒;劉冬梅

本發(fā)明提供一種滾動(dòng)軸承的滾子與滾道間的摩擦力矩確定方法與測(cè)試裝置，在滾動(dòng)軸承的轉(zhuǎn)速已知的條件下，滾動(dòng)軸承的總摩擦力矩M與外加載荷P之間的函數(shù)關(guān)系為M(P)，總摩擦力矩M的變化量主要由與外加載荷關(guān)聯(lián)的滾子與滾道間的摩擦力矩M_F引起，將外加載荷P分為n段，外加載荷為P時(shí)滾子與滾道間的摩擦力矩M_F可由載荷從P_i變化到P_i+1時(shí)滾子滾道間的摩擦力矩增量ΔM_F累加獲得。還提出了一種臥式滾動(dòng)軸承摩擦力矩的測(cè)試裝置以實(shí)現(xiàn)上述確定方法。本發(fā)明為滾動(dòng)軸承狀態(tài)評(píng)估與疲勞壽命預(yù)測(cè)，創(chuàng)造了重要條件。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于軸承測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種滾動(dòng)軸承滾子與滾道間摩擦力矩的確定方法與測(cè)試裝置。

背景技術(shù)

滾動(dòng)軸承的總摩擦力矩包括滾子與滾道間的摩擦力矩、滾子與保持架間的摩擦力矩以及軸承內(nèi)各部件與潤(rùn)滑油(脂)之間的拖拽摩擦力矩等?，F(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)裝置和方法適用于測(cè)試滾動(dòng)軸承的總摩擦力矩，即上述所有摩擦力矩的總和。目前缺少針對(duì)滾動(dòng)軸承滾子與滾道間摩擦力矩測(cè)試的有效方法，而滾子與滾道間摩擦力矩是進(jìn)行軸承滾道滾動(dòng)接觸疲勞可靠性評(píng)估和壽命預(yù)測(cè)的關(guān)鍵力學(xué)參量。

滾子與滾道間摩擦力的作用使軸承滾道更易產(chǎn)生剝離，顯著縮短軸承疲勞壽命。因此，準(zhǔn)確檢測(cè)滾動(dòng)軸承滾子與滾道之間的摩擦力矩，為獲得滾子與滾道間的摩擦力，從而實(shí)現(xiàn)軸承狀態(tài)評(píng)估與疲勞壽命預(yù)測(cè)，創(chuàng)造了重要條件。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的欠缺，本發(fā)明提出一種確定滾動(dòng)軸承的滾子與滾道間摩擦力矩的方法，以及實(shí)現(xiàn)該確定方法的測(cè)試裝置，為進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)滾動(dòng)軸承全面的受力評(píng)估和狀態(tài)預(yù)測(cè)，提供了技術(shù)手段。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，采用了如下技術(shù)方案：

一種滾動(dòng)軸承的滾子與滾道間的摩擦力矩確定方法，在滾動(dòng)軸承的轉(zhuǎn)速已知的條件下，滾動(dòng)軸承的總摩擦力矩M與外加載荷P之間的函數(shù)關(guān)系為M(P)，所述滾動(dòng)軸承的總摩擦力矩M是滾子與滾道間的摩擦力矩M_F和其余摩擦力矩M_L的總和，即：

M(P)＝M_F(P)+M_L(P) (1)

其中，滾子與滾道間的摩擦力矩M_F當(dāng)外加載荷為零時(shí)其值為零，僅在滾動(dòng)軸承有外加載荷作用時(shí)才會(huì)產(chǎn)生，其大小與外加載荷強(qiáng)相關(guān)；而其他摩擦力矩ML不論滾動(dòng)軸承是否承受外加載荷，只要軸承轉(zhuǎn)動(dòng)，就始終存在，其大小與外加載荷弱關(guān)聯(lián)或不相關(guān)，即使有關(guān)聯(lián)，其隨載荷的變化相比于滾子與滾道間的摩擦力矩也是高階小量。

對(duì)于在某一外加載荷P*附近某一較小載荷范圍ΔP，總摩擦力矩M的變化量主要由與外加載荷P關(guān)聯(lián)的滾子與滾道間的摩擦力矩M_F引起，當(dāng)外加載荷P為P^*-ΔP/2時(shí)，總摩擦力矩M為：

當(dāng)外加載荷P為P^*+ΔP/2時(shí)，總摩擦力矩M為：

因此，對(duì)于某一外加載荷P*附近某一較小載荷范圍ΔP，總摩擦力矩M的變化量ΔM為：

ΔM(P^*)＝ΔM_F(P^*)＝k_F(P^*)ΔP (4)

其中，k_F(P^*)表示滾子與滾道間的摩擦力矩M_F在外加載荷P^*處的斜率，即從某一外加載荷P*附近某一較小載荷范圍ΔP內(nèi)的滾動(dòng)軸承的總摩擦力矩M的變化量ΔM可以獲得滾子與滾道間的摩擦力矩M_F隨外加載荷P變化曲線在某一外加載荷P*處的斜率k_F(P^*)；