[发明专利]一种深沟球轴承摩擦力矩的测算方法

摘要

一种测算深沟球轴承摩擦力矩的方法，将待测深沟球轴承内圈固定在水平旋转轴上，通过加载圆盘和支撑钢球为其提供径向力；由摄像机记录下外圈减速过程的总角位移和总减速时间，获得外圈减速过程的角速度ωo；利用公式计算外圈减速过程中作用在滚动体上的摩擦力矩Tfτ；Fhq为编号为q的滚动体当量弹性滞后滚动阻力，Mbc是保持架对滚动体的摩擦力矩，Ff是在弹性流体动压润滑条件下，流体动压摩擦力，Fτ是在保持架和滚动体的参考系中，保持架在旋转切向方向上的惯性力。该方法实现了深沟球轴承摩擦力矩的测算，解决了深沟球轴承摩擦力矩计算困难的问题，结果准确可靠，方法简单易行。

主权项

1.一种深沟球轴承摩擦力矩的测算方法，其特征在于：首先，建立测量模型，将深沟球轴承内圈固定安装在水平的旋转轴上，深沟球轴承外圈顶部和支撑球接触，并在支撑球上设置加载圆盘，加载圆盘通过钢球为深沟球轴承提供径向力；然后，旋转轴以恒定的角速度带动深沟球轴承内圈旋转，待深沟球轴承的外圈和内圈转速相等时，停止旋转轴的转动，由设置在深沟球轴承一侧的摄像机记录下外圈减速过程的总角位移和总减速时间，进而获得外圈在减速过程的角速度ωo；其次，对所述深沟球轴承中的滚动体进行编号，作用在径向负荷作用线上受载最大的滚动体为0号，两边对称，依次为1、2、3……，并定义0号滚动体的位置角ψ＝0°；利用公式(14)，计算在外圈减速过程中作用在滚动体上的摩擦力矩Tfτ：其中，Z是轴承滚动体个数，r是相对于旋转轴的沟道半径，d是滚动体直径，Fhq为编号为q的滚动体的当量弹性滞后滚动阻力，式(11)中：ah是弹性滞后损失系数，b是接触椭圆短半轴长度，R是滚动体半径，Qq为内外接触角相等时编号为q的滚动体和滚道接触负荷，Qq由变形协调条件结合赫兹接触理论得出；Mbc是保持架对滚动体的摩擦力矩式(12)中，η是工作温度下润滑油的动力粘度；c是滚动体与保持架之间的接触区宽度；r_c是保持架兜孔半径；d是滚动体直径；h₀是润滑油最小油膜厚度；是外圈的角位置；Ff是在弹性流体动压润滑条件下，流体动压摩擦力，式(9)中，U是量纲为一的速度参数，W是量纲为一的载荷参数，E*是两接触物体的等效弹性模量，E*＝2.3×1011Pa，k是半径比Ry/Rx；Ry是主平面I中的等效曲率半径，Rx是主平面II中的的等效曲率半径，且主平面I是过滚动体与轴承内圈沟道之间接触点的轴向平面，主平面II是过滚动体与轴承内圈沟道之间接触点的径向平面；Fτ是在保持架和滚动体的参考系中，保持架在旋转切向方向上的惯性力，式(10)中：mc是保持架质量；；mb是钢球质量；；dm是轴承节圆直径。