[发明专利]一种基于压电陶瓷的轴承摩擦力矩测量方法及系统

权利要求书

1.一种基于压电陶瓷的轴承摩擦力矩测量方法，其特征在于通过下述方式实现：

利用压电陶瓷采用刚性直连方式直接敏感当前转速下由于轴承转动，轴承内外圈、滚珠和保持架之间摩擦力矩导致压电陶瓷受到的剪切作用力F；

采集压电陶瓷表面产生的电荷数量E，根据电荷数量E结合压电陶瓷的压电转换系数k，确定压电陶瓷受到的剪切作用力F；

根据上述确定的剪切作用力F、压电陶瓷平均旋转半径R，确定轴承在当前测试转速下的摩擦力矩。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的压电陶瓷采用扭振压电陶瓷，陶瓷的极化方向近似沿着陶瓷的圆周方向。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述的压电陶瓷由已完成切向极化，即沿长度方向或宽度方向极化，而非厚度方向极化的压电陶瓷，经切割、粘结组合、上下表面研磨、敷银和再次研磨制备而成。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：组成扭振压电陶瓷的扇形剪切陶瓷数量大于10片。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：切割后扇形陶瓷粘结时粘结胶层尽可能薄，将所有扇形陶瓷沿外圈向圆心压装，组合后的陶瓷上下表面精磨平整，表面敷银层尽可能薄，之后再次将上下表面精磨平整。

6.一种基于压电陶瓷的轴承摩擦力矩测量装置：其特征在于：包括两个电极、试验台基座(1)、电荷测量装置(10)、压电陶瓷(2)、连接法兰(3)、主轴(4)、转速测量装置(7)、驱动电机(8)；

压电陶瓷上下两面分别固连一个电极，下面的电极固装在试验台基座上，上面的电极与连接法兰连接；连接法兰上安装主轴(4)，被测轴承(5)内圈或外圈安装在主轴(4)上并固定；被测轴承的外圈或者内圈通过工装与驱动电机(8)相连，由转速测量装置(7)测量试验过程中的转速；电荷测量装置(10) 连接上述两个电极，测量试验过程中的电荷量E，进而得到当前转速下被测轴承的摩擦力矩。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于：所述的电极为一个铜片或者铜膜制成。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于：电极与压电陶瓷之间采用压紧方式连接或采用胶粘方式连接。

9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于：所述的两个电极与连接法兰(3)、试验台基座(1)之间进行绝缘处理。

10.根据权利要求7所述的装置，其特征在于：所述的摩擦力矩计算公式如下：M＝ER/k；所述的R为压电陶瓷的平均旋转半径R；k为压电陶瓷的压电转换系数。