[发明专利]轴承内圈端面与衬套表面的摩擦系数测量装置和测量方法

说明书

本发明实施例公开了一种轴承内圈端面与衬套表面的摩擦系数测量装置和测量方法，待测轴承组件包括两个陪试轴承，陪试衬套，转动衬套，固定销轴和轴承内圈；力加载模块用于通过支撑结构、陪试轴承和陪试衬套向轴承内圈加载沿固定销轴轴向的力，并记录加载的轴向载荷值；扭矩测量模块用于测量转动衬套进行转动时待测轴承组件受到的负载扭矩值；负载扭矩值与单个陪试轴承的附加扭矩值之差为轴承内圈端面与衬套表面的修正扭矩值；轴承内圈端面与衬套表面的摩擦系数为修正扭矩值随轴向载荷值变化的关系曲线的斜率。本发明实施例可以有效排除受力不均匀、以及其他组件滑动摩擦干扰等情况，从而有效地测量轴承与衬套表面的静摩擦系数和动摩擦系数。

技术领域

本申请涉及但不限于航空结构摩擦系数测量技术领域，尤指一种轴承内圈端面与衬套表面的摩擦系数测量装置和测量方法。

背景技术

带有轴承的铰链结构中，如果轴承出现抱死故障，必须保证铰链可以克服轴承端面与衬套处的静摩擦从而有效滑动，此种滑动有别于轴承内外圈的滑动，被称为二级滑动。二级滑动副可以有效保证铰链结构的安全性和可靠性。轴承内圈端面与衬套表面的摩擦系数对于带轴承的铰链机构二级滑动的计算至关重要。但是，该摩擦系数受轴承和衬套材料、粗糙度和形位公差等诸多因素影响，需要采用实际轴承和衬套进行测量。

目前虽然已提出螺栓摩擦系数测量方式以及滚动轴承当量摩擦系数测量方式。但是，上述测量方式测量的是轴承内外圈一级滑动的摩擦系数，即现有测量方式均无法测量轴承内圈端面与衬套表面的二级滑动的摩擦系数。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种轴承内圈端面与衬套表面的摩擦系数测量装置和测量方法，可以有效排除受力不均匀、以及其他组件滑动摩擦干扰等情况，从而真实有效地测量轴承与衬套表面的静摩擦系数和动摩擦系数。

本发明实施例提供一种轴承内圈端面与衬套表面的摩擦系数测量装置，包括：两个支撑结构，轴承内圈夹紧件，力加载模块，扭矩电机和扭矩测量模块，以及待测轴承组件，其中，所述待测轴承组件包括两个陪试轴承，陪试衬套，转动衬套，固定销轴和轴承内圈；

所述陪试衬套和所述转动衬套分别设置于所述轴承内圈的两侧，所述固定销轴穿过所述轴承内圈和所述陪试衬套的轴孔，一个陪试轴承嵌套在所述陪试衬套的外部，另一个陪试轴承嵌套在所述转动衬套的外部，所述支撑结构一一对应的嵌套在所述陪试轴承的外侧，用于固定所述陪试轴承，所述轴承内圈夹紧件嵌套在所述轴承内圈的外侧、且位于所述两个支撑结构之间，用于夹紧所述轴承内圈，限制所述轴承内圈的转动，且所述轴承内圈夹紧件与所述轴承内圈具有轴向自由度；

所述力加载模块设置于与所述陪试衬套同侧的支撑结构的外端面，用于通过所述支撑结构、所述陪试轴承和所述陪试衬套向所述轴承内圈加载沿固定销轴轴向的力，并记录加载的轴向载荷值；

所述扭矩电机的转轴一端嵌入到所述转动衬套内，用于通过转轴的转动带动所述转动衬套进行转动；所述扭矩测量模块嵌套在所述扭矩电机的转轴外部，且与所述转动衬套相连接，用于测量所述转动衬套进行转动时所述待测轴承组件受到的负载扭矩值，所述负载扭矩值与单个陪试轴承的附加扭矩值之差为轴承内圈端面与衬套表面的修正扭矩值；其中，所述轴承内圈端面与衬套表面的摩擦系数为所述修正扭矩值随所述轴向载荷值变化的关系曲线的斜率。

可选地，如上所述的轴承内圈端面与衬套表面的摩擦系数测量装置中，

所述力加载模块，还用于为从零开始向所述轴承内圈加载轴向载荷，并在加载过程中按照预设的步长记录加载的轴向载荷值。

可选地，如上所述的轴承内圈端面与衬套表面的摩擦系数测量装置中，

所述扭矩测量模块，还用于根据所述力加载模块所记录的轴向载荷值，测量相应轴向载荷值的条件下所述待测轴承组件受到的负载扭矩值。