[发明专利]滚动轴承当量摩擦系数测量装置与方法

权利要求书

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，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；

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，获得动力装置的输出轴与气浮主轴(9)分离后芯轴角速度-时间的数值关系，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；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轴承，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；被测滚动轴承在某角速度下的摩擦功率相当于对应的虚拟径向滑动轴承的滑动摩擦副的摩擦功率；滑动摩擦副的摩擦功率除以该角速度值得到的商即为滑动摩擦副在该角速度下的摩擦力矩，亦相当于被测滚动轴承在该角速度下的当量摩擦力矩；滑动摩擦副在该角速度下的摩擦力矩除以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所述滑动摩擦副在该角速度下的摩擦系数，亦为被测滚动轴承在该角速度下的当量摩擦系数；所述数据采集/处理/计算/显示系统计算并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。