滚动轴承摩擦力矩测量技术

1、滚动轴承摩擦力矩测景技至J（轴承研讨会资料）洛做T科技股份有限祠器开发部2003年3月21日轴承摩擦方矩测:的目的意义轴承摩擦力矩的特性轴承摩擦力矩的种类及其定义斗尝的做盲旧五、轴承摩擦力矩他响因素%ww 松七、轴承摩擦力矩白雷原理和测方法八、国内卦轴承摩擦万矩测量仪简允二SOS种科学的客观的测量方法0影响主机制导系统的可靠性和精确性的重要因素。成海I勺旋转精度等方面转向子轴承动态性能方面1 生能指标是使用:单，最关心的两个重技.因此，馈岫术求轴承摩擦力矩的特性为了阐明摩擦力矩测量技栉T先对轴承摩擦力炯 性进行分析摩擦力矩特性曲线max-mcp摩擦力矩是轴承内外以在测量过程中提取最大力矩陀螺仪

2、轴难、卫电|旋天线轴承保持架、钢球、密封圈五大件之间改进加工工艺和分析轴承摩擦力矩的影响因素摩擦力矩和振动，!量，这也轴承摩擦阻力的性能一般普中方法进行评定困枸勺课题。尸轴承摩擦力矩的影响因素较多，仪器的测量条件必须相对固定，才承技术条件中除规定力矩值范围外还必须规定仪器台匕目匕进行，对比较测量，所以二般轴在丽承摩擦力矩求较高时，般采用专用的仪器进行模拟测量，从而萦以土因素摩擦力矩的痂量技术就是国内外产家和科研人员一个比较、缅承摩擦力矩的种类及共定义削定关二£了二丁,轴承在旋堡过想何袖运动的力,总型们件jj饥的伸关（住静态力矩：（启动贤）二轴承也凰从止状态到始他理动一住问所需克月些!

3、援阻力矩。-启动态力矩：轴承两套相灶，小需克服的摩擦0，在测量时可提取最 矩均力矩和力矩差做为评定辅承动态摩擦性能参数。-（昭准静态力矩：_JL . ._一 一理论上虽分为静动态 -的理论，提店了利用-，三片，3壹瓯3S为两种力矩，但日本学曾根据静动态力矩成因相近极低转速下测量动态力矩可以近似获得静态力矩的 汩:挣态 Jj " '二四、轴承摩擦力矩的组成部分:啪承在旋转过程中，钢球在内外沟道中自转和公转运动所产生的纯滚动摩擦 °二_ f由承在旋转过程中,地更日内外滚道的接触变形而产生的滑动摩榛 保持架与钢球的接触位置以及密封件与内外圈接触位置所产生的滑动摩润滑剂的粘

4、性阻力。_ _ _._L其它因匕如*洗不十净、五、轴承摩擦，,影响因素为减小轴g勺麾捧国，为了准确落靠«新.的摩擦力，必须殉.设计因素:'轴承摩擦力矩的天/：、稳定性在很大程度上取决于加工精度（表面粗糙测量条件因素:（H）测量尊|：一-轴承要求在有负荷的情况下进都是在承受负荷条件下工作，所以在测量力矩时也 亍，当施加的珈量负荷大小、方向（轴向或径向）* .不同时其摩擦力矩值也不彳（剧润滑剂:甬滑剂所以测击轴承时对轴承时的粘度、.竺和疝吉度对灵敏轴承史业勺也向很，, 国滑剂的质量和数量均应有严格祝定（星转速：轴承旋转时需克服空气阻力，并典口了搅拌润滑剂的功率廿隹,听以轴氏转速机

5、:J则JJ"机大 eI':J速测"爪时，晰时峋1%彼施转零件的转动愤超越星测量系统吸而不能实映出来，能测量，力矩只能在极低转速和测量系统转动惯量很小的条均摩擦力矩。而最犬摩擦件下进行测量。（i）测量位雷：测量般国内外的仪器对轴承施加径向负荷时，其被测轴承处于水平位置，而对f位置是指被测轴承轴线是位于垂直位置或水位置。轴承施加轴向负荷时，其被测轴承处于垂直位置 轴承的测量位布布同而且存在着一本质的差异。零件的运动状态也有所不同,其力矩值不仅,小不被测轴承的清洁度：轴承在测量前残磁较大、清洗不干净和在测量擦力矩各种影响因素进行分析。股轴承尺寸越大其力矩也越大，但轴承结构

6、和设计参数不同，对其力矩的影响也不同，如沟曲率一 -r彳含遍出浦I保持栗苏 参7薮LL W ?'度-、,何精,、尺寸帆、邹及成品的旋转精油，加工精度越低榭察力*程宜困!的污染都可3至1J，般国外规定超净间的指标为每立工作间里进行。,于管忽视重环节，于灵轴承测量力矩曲必须按严格,活洗烦程, .通怛己、测量均应榨超逢的生晚些不总之一轴承摩擦力矩是个随邳洌件，而加条,渣洁度等因素的力如王花柘散的，对丞影血台匕月匕也比较大；应予的尽量排除。所I.由承摩擦力是各种影响1!曲合指标，轴承 昕轴承生,厂家、岛K作人员以及仪器,研应，必须充分重视，；提供力矩合格的品9六、轴承摩擦力矩的计算方法力矩成部

7、分翱芝0的少响国亥束H'厂轴氏的庠捺h )1 M'i.祖.： 血，用计算法。根本不-获得实际轴承工作荷传方矩性能，也不能痈X'.机性能求，但为了进行理论分析，面介绍几个经验计算公式:2 P SS由承栽荷滚动轴承摩擦系数轴.蜥色m衮动轴承摩擦钢球中心图dm轴承摩擦力知系数直径从上述式可以看出，计算听得到的力矩值是个定值，而且不能区分动态摩擦力矩或静态摩擦力矩-。七、轴承摩擦力矩测量原鲤和测0方法测量原理：._一.矩就等承,摩擦力矩。该摩擦力矩值是轴承内外圈角变位,函数顾虽然简单，但耍辿可靠地测量壮惭擦曜,确是当困O测量方法M-0轴承摩拓了满足测理虱，术，标的求,逐蒂,据轴

8、承的同求，采用不同的测量方法，所以轴承摩擦力矩测量仪器种类繁多：仅公报导国内外就，,白种仪器。、国内外轴承摩擦力矩测量仪*，介均摩擦力矩测量低度（图不能直接显示测量结果需按式计算获得:式中:图4- 荷转盘5-心轴 6- ,紧螺钉nJ T 21-重锤2-滑轮3-螺钉7.轴承8- 定位座"9-立柱盘UfWlWj-二负荷转盘,转动惯量；重锤脱负荷盘到负荷转盘停时的圈数。重锤从脱开转盘到转p-配,块的量；轴承最大摩擦力矩;r配垂块重心到转利3 .英国T.I.D-33启动力矩测原理：采用电涡流驱动仪器用标准游丝进行'仪器测量原理图最,摩擦力矩测量仪图 测量结果可从读盘上读山，一-1-配

9、重块2-心轴 3-内圈4-外圈5-,荷6- T9 度4 7-商=8-9-电机 10-平衡销 11- 螺杆4)标。技术指标:被测轴承尺22.225mm1.生右文承2准物9支及, 4英TL.D-33型仪器，原理阂3转由L位描力矩范围_ -01.3gem 轴-负荷75400g.rgf cmf I 1 2奶&) rJiiL-4 一.,本机械试型轴而擦力测量仪（图勺）一种微型轴.承摩擦二- ,矩测量仪，主， .缺点是测量统三： 艺复杂、易损坏。图5日本机械试仪测量原理图1-轴向负，二2 一旋转台 3 一外必=4换铲5-也三康穿,T 盘丝5.、M，92B-微型轴承摩擦力矩测量仪（图6,本所产品,一

10、顼特点：（1）加心水两个位置测-（2）备有部分典型的*技术指标：-二 _ .， _ .-测,辛由承范围:.内径:庭8mm.轴向负荷：14N-一 ,一 -测量祕H:- f0,10NH2.5N m/4h气源压力:O.30.4Mpa一 _一=6 M992 仪-1-销 2-内底.3-外更换套4- 轴承5-垫圈6-空气轴承主轴 7-空气轴承8- 传感器4 -MbsMteh9-衔铁10-吊丝 11-平衡片簧 12-拉力弹簧6. M9908A轴承摩擦力如量仪（图一 一7 所产品）技术指标:前,轴承,质帝830mm力矩测量范围：05，mN命轴业负荷： ，15N-主轴转速：-5r/min示值误差:.W5mNB和

11、稳定性:-X).25mH4h；摩擦力矩测量仪结1.4.轴向负荷块5.升降机构6.驱动主轴7.被测轴承10.,线13.硅码8.校准轮11 .支承14.整体式应变扭矩传感器9.测量主轴12.滚珠轴承15 .测量系统支座16.校准支架7.6,5 或对寐如测量偎（K8本所产柜I 31616技术指标:内径：:：J 1050mm力矩测量范围丁0.550mN*100500N0.55r/minMn/4hH5MPa内更换套2密珠轴承10119本所指标)术指测量轴承范围17mm414mm0100mN050N _0.5N10，m2000rPm轴承更携套0.51Mpa标准力矩系统0910轴承摩擦力矩测量技术的发展趋势

12、人们最为关心的1矩的测量测量力矩种类：均摩擦力矩8 M695仪器测理,5 (8).被测轴承601.轴向加载机构02 驱动主轴07.力矩传感器 08内更换件14.力矩机组15.转动主轴05.被测轴承068. PM9906型轴承摩擦力矩测量仪带轮 12向加载环7拟测量，从而获得更可靠的测量结果4.在仪器,功能方面，厕哗求能够动完成，fcfe、先进数据处而测量结果显小、输出功能具有这些功能的仪器将完全取代原有的机械式仪咨，承摩擦困素皿德皿由力如,量次仅应具有合理的先进的测量功能，还应具有轴承摩擦为矩影响因素的分析lH能，从而为改进,胞窜改进加上艺、,高殂承质量、提供可靠的手一段。轴承摩擦力矩影响因素

13、分析方法：典型曲线分析法和频谱分析法。摩擦力矩变化曲线与典型曲线相比较，确定轴承将仪器测量得，1.典型曲线分析方法:摩矩的主影响因素。珂寄对其进行修正，使轴承恶U力矩性能求，这、 、 .是一种定性的分析方法。典型曲线的制定方法;在经过严格检查的轴鲫中，挑选出仅某一力矩，响因素是变化的，顼他膨,困素都是基本Wfc的套轴承,然后将这些,承中的某一影响素撤!为主变量在仪器,上进行测量所得力矩变化曲线，即为某一力矩影响因素的典型曲线。另一种比较简便的方法，是在大量的摩擦力矩测量中积累资料进行分析，找出规律性曲线形犬，确定为该影响因素的典型曲线。本向研制的M992B微型轴承摩擦力矩寸量仪就是根据这种方法制定了轴承摩擦力矩影响.典型件一，aJS变化较小的曲线。b、f轴承