滚动轴承当量摩擦系数测量装置与方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种滚动轴承当量当量摩擦系数测量装置，包括机身、气浮主轴组件、芯轴、滑台、轴承座、转速传感器、数据采集/处理/计算/显示系统。气浮主轴组件包括气浮主轴基体和气浮主轴；气浮主轴基体与机身固连，芯轴通过锥面配合与气浮主轴连接；被测滚动轴承的内圈安装于芯轴的轴肩，被测滚动轴承的外圈安装于轴承座的挡肩；轴承座与滑台固连；滑台可以在导向部件的引导下沿气浮主轴的轴向平动；数据采集/处理/计算/显示系统用于采集、处理转速传感器监测到的芯轴或气浮主轴的角速度信号，计算被测滚动轴承的当量摩擦力矩和当量摩擦系数。本发明专利技术测量装置具有快速精密测量滚动轴承当量摩擦力矩和当量摩擦系数的能力。

【技术实现步骤摘要】
滚动轴承当量摩擦系数测量装置与方法
本专利技术属于滚动轴承摩擦能耗特性测试
，涉及一种滚动轴承当量摩擦系数测量装置与方法。
技术介绍
滚动轴承运行过程中的摩擦能耗直接影响轴承的发热、温升和磨损等，进而影响滚动轴承的性能和寿命。滚动轴承的摩擦能耗特性是滚动轴承自身的一种固有特性，一定程度上反映了滚动轴承的制造品质和清洁程度。现阶段分别采用启动摩擦力矩和转动摩擦力矩来评价滚动轴承的启动摩擦能耗和转动摩擦能耗，并使用各式滚动轴承摩擦力矩测量装置测量被测滚动轴承的启动摩擦力矩和转动摩擦力矩。由于测试条件下滚动轴承的启动摩擦力矩和转动摩擦力矩的幅值较小，现有的滚动轴承摩擦力矩测量装置所使用的微力或微力矩传感器在进行高精度测量时精度明显不足。因此，亟需开发一种新型测量装置用于检测滚动轴承摩擦能耗特性。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术提出一种用于角接触球轴承、推力球轴承和单列圆锥滚子轴承当量摩擦系数测量装置与方法。本专利技术所述的滚动轴承包括角接触球轴承、推力球轴承和单列圆锥滚子轴承。本专利技术中，将被测滚动轴承抽象为一个接触角不变、滑动配合面过被测滚动轴承滚动体中心的虚拟滑动本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种滚动轴承当量摩擦系数测量装置，其特征在于，包括机身(7)、气浮主轴组件、芯轴(10)、滑台(12)、转速传感器、数据采集/处理/计算/显示系统；所述气浮主轴组件包括气浮主轴基体(8)和气浮主轴(9)；所述气浮主轴基体(8)与所述机身(7)固连，所述芯轴(10)的一端与所述气浮主轴(9)通过锥面配合或是联轴器连接；所述芯轴(10)的另一端与所述滑台之间设有被测滚动轴承安装结构；所述被测滚动轴承安装结构包括设置在所述芯轴(10)该端部的用于安装被测滚动轴承的内圈(1)的轴肩(11)，所述滑台(12)上固定有用于安装被测滚动轴承的外圈(2)的轴承座(13)，所述轴承座(13)设有与所述被测滚...

【技术特征摘要】
1.一种滚动轴承当量摩擦系数测量装置，其特征在于，包括机身(7)、气浮主轴组件、芯轴(10)、滑台(12)、转速传感器、数据采集/处理/计算/显示系统；所述气浮主轴组件包括气浮主轴基体(8)和气浮主轴(9)；所述气浮主轴基体(8)与所述机身(7)固连，所述芯轴(10)的一端与所述气浮主轴(9)通过锥面配合或是联轴器连接；所述芯轴(10)的另一端与所述滑台之间设有被测滚动轴承安装结构；所述被测滚动轴承安装结构包括设置在所述芯轴(10)该端部的用于安装被测滚动轴承的内圈(1)的轴肩(11)，所述滑台(12)上固定有用于安装被测滚动轴承的外圈(2)的轴承座(13)，所述轴承座(13)设有与所述被测滚动轴承的外圈(2)的外圆柱面配合的内圆柱面(14)和外圈挡肩(16)，所述内圆柱面(14)与所述气浮主轴(9)同轴；所述滑台(12)在外力驱动下沿所述气浮主轴(9)的轴向平动；所述转速传感器用于监测所述芯轴(10)或气浮主轴(9)的角速度；所述数据采集/处理/计算/显示系统用于采集、处理所述转速传感器监测到的所述芯轴(10)或气浮主轴(9)的角速度信号，并计算和显示被测滚动轴承的当量摩擦力矩和当量摩擦系数。2.根据权利要求1所述滚动轴承当量摩擦系数测量装置，其特征在于，所述气浮主轴(9)为立式布局，所述气浮主轴(9)的轴线垂直于水平面。3.一种滚动轴承当量摩擦系数测量方法，其特征在于，采用如权利要求1或2所述滚动轴承当量摩擦系数测量装置，且在所述机身(7)一侧设有动力装置，所述动力装置的输出轴通过一离合装置与所述气浮主轴(9)的自由端联结或分离，在所述滑台(12)一侧设有轴向加载装置，包括所述气浮主轴组件、芯轴(10)、轴承座(13)和被测滚动轴承在内的零部件共同构成所述滚动轴承当量摩擦系数测量装置的回转轴系，所述回转轴系上的运动件包括所述气浮主轴(9)、芯轴(10)、被测滚动轴承的内圈(1)、被测滚动轴承的滚动体(3)和被测滚动轴承的保持架；该测量方法包括以下步骤：步骤一、将芯轴(10)的一端通过锥面配合或是联轴器与气浮主轴(9)连接；将被测滚动轴承的内圈(1)安装于芯轴(10)的另一端的轴肩(11)处；移动滑台(12)，将被测滚动轴承的外圈(2)安装于轴承座(13)的外圈挡肩(16)处；步骤二、根据被测滚动轴承的类型和尺寸，按滚动轴承摩擦力矩测量规范，所述轴向加载装置通过滑台(12)、轴承座(13)向被测滚动轴承的外圈(2)施加规定的轴向负荷；步骤三、动力装置通过离合装置驱动气浮主轴(9)回转，气浮主轴(9)、芯轴(10)和被测滚动轴承的内圈(1)保持同步回转；数据采集/处理/计算/显示系统采集、处理来自转速传感器的芯轴(10)或气浮主轴(9)的角速度信号，计算并显示芯轴(10)的角速度；步骤四、逐渐提高气浮主轴(9)和芯轴(10)的回转速度至给定值，运行速度稳定后，离合装置分离动力装置的输出轴与气浮主轴(9)，气浮主轴(9)和芯轴(10)的回转速度在被测滚动轴承的摩擦功耗作用下逐渐衰减直至气浮主轴(9)和芯轴(10)停止回转，数据采集/处理/计算/显示系统获得芯轴角速度-时间的数值关系；步骤五、数据采集/处理/计算/显示系统计算回转轴系上所有运动件的运动速度和动能，获得回转轴系总动能-时间的数值关系；对回转轴系总动能-时间的数值关系求导，回转轴系总动能-时间的数值关系在某一时刻对时间的导数即为回转轴系总动能的减低速率，亦为被测滚动轴承在该时刻所对应的角速度下的摩擦功率；被测滚动轴承的摩擦功率除以该角速度值得到的商即为被测滚动轴承在该角速度下的当量摩擦力矩，被测滚动轴承的当量摩擦力矩除以与被测滚动轴承对应的虚拟滑动轴承的滑动配合面的中部半径R与滑动配合面(6)处的法向负荷的乘积得到的商即为被测滚动轴承在该角速度下的当量摩擦系数；所述滑动配合面(6)处的法向负荷相当于对应的被测滚动轴承所承受的轴向负荷在所述滑动配合面(6)处的法向分量；当气浮主轴(9)和芯轴(10)的角速度趋于零时，所对应的当量摩擦力矩和当量摩擦系数相当于被测滚动轴承的启动当量摩擦力矩和启动当量摩擦系数。4.根据权利要求3所述滚动轴承当量摩擦系数测量方法，其特征在于，所述虚拟滑动轴承是一个接触角与被测滚动轴承接触角α相等、滑动配合面(6)过被测滚动轴承的滚动体(3)的中心的虚拟的滑动轴承，所述虚拟滑动轴承的内圈(4)和虚拟滑动轴承的外圈(5)在滑动配合面(6)处组成滑动摩擦副；将所述虚拟滑动轴承处于与对应的被测滚动轴承相同的测量工况下，所述滑动摩擦副的摩擦功耗相当于被测滚动轴承的摩擦功耗，所述滑动摩擦副的摩擦功率等于所述滑动摩擦副的滑动摩擦力矩与所述虚拟滑动轴承的回转角速度的乘积，所述滑动摩擦副的滑动摩擦力矩等于所述滑动配合面的中部半径R、所述滑动配合面(6)处的法向负荷和所述滑动摩擦副的摩擦系数的乘积；将所述滑动摩擦副的滑动摩擦力矩记为对应被测滚动轴承的当量摩擦力矩，将所述滑动摩擦副的滑动摩擦系数记为对应被测滚动轴承的当量摩擦系数。5.一种滚动轴承当量摩擦系数测量装置，其特征在于，包括机身(7)、气浮主轴组件、芯轴(10)、滑台...

【专利技术属性】
技术研发人员：任成祖，葛翔，陈光，陈洋，闫传滨，靳新民，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津,12