[发明专利]一种轴承组件预载荷关联参数测量方法及装置

说明书

本发明公开一种轴承组件预载荷关联参数测量方法及装置，包含测量工装、测量系统、轴向加载系统、工作台部件、气浮主轴部件、框架部件、立柱和电气系统；本发明利用双电感传感器与测量移动工作台系统来测量支撑轴副加载耦合面平行度；通过轴向加载系统施加不同预载荷测量成对轴承内圈端面间距的准确尺寸，获得预载荷副轴系的凸出量和刚度，并测出各位置处的动态摩擦力矩，为确定预载荷最佳值提供可靠的数据。本发明解决了轴向预载荷测量与控制难题，可精确测量轴承组件预载荷关联参数，为轴承组件预载荷精确施加提供了科学依据，保证了实际施加载荷与理论计算载荷的一致性；方法可靠，操作简单，提高了轴承组件精度、可靠性及整体性能。

技术领域

本发明属于卫星执行机构产品轴系设计技术领域，具体涉及一种轴承组件预载荷关联参数测量方法及装置。

背景技术

随着空间飞行器在高可靠、长寿命、高精度、快速响应等方面的需求日益强烈，因此对卫星姿态控制系统的重要单机产品也提出了大力矩、高精度、长寿命的性能要求。飞轮作为重要单机，被广泛应用于卫星姿态控制领域，其性能的好坏直接影响着姿态控制精度，轴承组件作为飞轮产品重要的旋转支撑部件，其性能又直接决定了飞轮的使用寿命、可靠性和控制精度，因此对轴承组件稳定性和精度要求非常高。

轴承组件是精密轴系，较高的旋转精度，在结构上是以一对角接触球轴承为目标展开，通过施加一定的轴向预载荷为成对轴承提供一个稳定可靠地支撑且具有足够的支撑刚度，合适的预载荷可以有效地防止钢球发生公转打滑，减小钢球自旋滑动、能有效减少轴承的振动和噪声，同时可以提升轴系的整体性能，施加合适预载荷是轴承组件可靠工作的前提条件。通过预载荷施加还可对钢球与内外套圈的磨损给予一定的补偿，延长轴承及轴承组件的使用寿命。

目前一般根据设计确定的预载荷，精确测量轴承的凸出量，按照选配的轴承凸出量值，通过各配合零件的相关尺寸链的方法施加与控制。但实际的预载荷是否与设计值相一致，经多次测试，发现轴承的实际预载荷与设计要求存在一定偏差。因此轴承组件施加的预载荷也受一定影响，影响到产品性能，不合理或不够精确会造成脱载或过载。如果出现脱载，承受负荷的滚动体数目就会少于一半，轴承的负载能力就会相应减少，轴承滚动体有可能出现滑移，造成轴承的损坏，影响轴承组件的可靠性。如果轴承施加预载超过预负荷将造成轴承过载，虽然可以获得较高的轴向刚度及抗卸载能力，但磨擦和随之产生的热增加，使轴承的摩擦力矩增大，如果有附加负荷并长时间作用下，轴承的寿命将会大大降低，影响轴承组件以及飞轮产品的寿命。因此为保证轴承组件的装配质量、性能以及高可靠长寿命，对预载荷进行精确施加与测试十分必要。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种轴承组件预载荷关联参数测量方法及装置，装置包含测量工装、测量系统、轴向加载系统、工作台部件、气浮主轴部件、框架部件、立柱、电气系统，实现支撑轴副参数测试、预载荷副参数测试、摩擦力矩参数测试；本发明利用该测量装置解决了常规方法存在的问题，实现了预载荷精确施加与相关参数控制，为精密轴系装配和使用提供可靠的数据。

为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种轴承组件预载荷关联参数测量装置，所述轴承组件包含第一轴承和第二轴承，分别设有对应的内圈，所述测量装置包含测量工装、测量系统、轴向加载系统、工作台部件和电气系统；所述测量工装包含支撑轴副测量工装和/或预载荷副测量工装，所述测量工装设置在承载平台上；所述轴向加载系统与所述电气系统连接，用于控制所述轴向加载系统带动所述承载平台转动，并对所述轴承组件施加载荷；所述测量系统包含双电感传感器和/或摩擦力矩传感器；其中，所述双电感传感器通过与其配合的所述工作台部件中的测量移动工作台来调整位置，测量支撑轴副加载耦合面平行度；所述双电感传感器还用于测量所述第一轴承内圈的下表面与所述第二轴承的内圈上表面之间的高度；所述摩擦力矩传感器用于测量轴承组件不同轴向载荷下的动态摩擦力矩。