[发明专利]一种测量滚动轴承摩擦力矩的装置及方法

权利要求书

1.一种测量滚动轴承摩擦力矩的装置，包括电机、滚珠丝杠滑台、卡盘、轴、套筒、直线导轨和底板，其特征在于：还包括S型力传感器、摩擦块安装角铝、摩擦块、光栅盘和光电检测装置；所述电机的底座固定在底板上，电机驱动滚珠丝杠滑台；所述S型力传感器的一端固定在滚珠丝杠滑台的滑块上，另一端固定有摩擦块安装角铝；S型力传感器的信号输出端连接处理器；所述的摩擦块与摩擦块安装角铝靠近直线导轨的一侧固定；直线导轨的滑轨固定在底板上，卡盘的底座固定在直线导轨的滑动块上；直线导轨的滑动块与直线导轨的滑轨构成滑动副，且直线导轨的滑动块与直线导轨的滑轨通过螺栓固定连接；所述的光电检测装置固定在底板上，并设置在直线导轨一侧；光电检测装置的信号输出端连接处理器；所述轴的轴径以及套筒内径均有多种尺寸规格；不同内径尺寸规格的套筒的外径也各不相同，每个尺寸规格的套筒外固定一个内径等于该套筒外径的光栅盘。

2.根据权利要求1所述的一种测量滚动轴承摩擦力矩的装置，其特征在于：所述的滚珠丝杠滑台包括丝杠、滑块和导杆；电机的输出轴与丝杠通过联轴器连接，滚珠丝杠滑台的底座固定在底板上；导杆固定在滚珠丝杠滑台的底座上，丝杠与滚珠丝杠滑台的底座构成转动副；滑块与丝杠构成螺旋副，并与导杆构成滑动副。

3.根据权利要求1或2所述一种测量滚动轴承摩擦力矩的装置的测量方法，其特征在于：该方法具体如下：

步骤一、根据待测轴承的外圈选取套筒内径尺寸，根据待测轴承的内圈选取轴轴径尺寸，然后将待测轴承外圈与套筒内壁过盈配合，将待测轴承内圈与轴过盈配合；再用卡盘将轴锁紧固定；调节直线导轨的滑动块位置，使套筒外壁与摩擦块接触，然后拧紧螺栓实现滑动块定位；最后，测量摩擦块长度L；

步骤二、电机反转，驱动滚珠丝杠滑台的滑块运动，带动S型力传感器和磨擦块后退至套筒外壁与摩擦块不接触时，电机停转；然后，手动使待测轴承停转，电机正转，驱动滚珠丝杠滑台的滑块运动，滑块运动时推动S型力传感器和磨擦块同步移动；磨擦块与套筒接触后通过摩擦力带动套筒转动，在摩擦块运动过程中，摩擦块与套筒之间的摩擦力F通过S型力传感器测量；处理器计算摩擦块与套筒接触过程中S型力传感器测量的摩擦力F的平均值F₁；

步骤三、套筒转动时光栅盘随之转动，光栅盘转动产生电信号，光栅盘每转过一个值为栅距角α的角位移，则光电检测装置产生一个脉冲信号输出；套筒停止转动时，处理器根据记录的脉冲信号个数n，计算得到待测轴承转过的角度θ＝nα；

步骤四、由于平均值F₁对套筒做的功全部转化成待测轴承转动过程中的内能，根据能量守恒定律，得到摩擦力矩M＝F₁L/θ。