专利名称：滚动轴承摩擦力矩动态跟踪测量仪的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种测量滚动轴承摩擦力矩的仪器。
技术背景
摩擦力矩是滚动轴承的一项重要技术指标，它直接影响轴承的运行能耗、温升、旋转精度和平稳性，长期地还将影响轴承的使用寿命。但由于滚动轴承摩擦力矩产生机理的复杂性和实际表现的欠稳定性以及各种应用领域所追求目标的巨大差异，以往对滚动轴承摩擦力矩的测量技术的研究和仪器的开发比较少，即使有也大多是针对某类轴承或某种应用领域的，如针对精密轴承、微小型轴承和对摩擦力矩有明确要求的特种轴承。对于大多数的通用轴承，虽然在技术标准上对摩擦力矩没有明确要求，但在中国技术标准JB/ T10336-2002中，对成品滚动轴承有旋转灵活，平稳、轻快、无阻滞的要求，其检测方法目前仍依靠人工检测，凭经验判断，实践中难以把握。
滚动轴承摩擦力矩的来源可以分成两部分稳定部分与变化部分。稳定部分来自设计上可预期的因素，也是不可避免的，如由于材料弹性滞后引起的纯滚动阻力，滚动接触面上的差动滑动摩擦，滚动体自旋运动引起的滑动摩擦，轴承零件相互间的滑动摩擦，润滑剂的粘滞作用等等，如果制造和应用条件达到理想要求，它引起的摩擦力矩基本上是稳定的；变化部分来自各种干扰因素，如制造误差，清洁度，零部件缺陷，环境和外界干扰等等， 其中前3项与制造方有关，后一项与使用方有关。对于制造方，通过对摩擦力矩跟踪测量， 如发现摩擦力矩有异常变化，可以推断有干扰因素存在，从而鉴别出有问题的轴承，对保证轴承质量有重要意义。此外，通过动态跟踪一段时空区段摩擦力矩变化的丰富信息，有助于对问题轴承作出诊断，也有助于对摩擦力矩进行深入研究。
从摩擦力矩的测量方式上来看，现有的摩擦力矩测量仪基本都只是收集摩擦力矩 M本身的数据，再从这些离散数据作数学统计，得到最大值、平均值等等，较先进的采用自动数据采集，得到一个时间序列数据M(t)，经过计算机处理，能得到摩擦力矩有效值以及一些频率特性。以上基本上都属于一维数据采集系统，它只能采集摩擦力矩一个序列数据，不能跟踪摩擦力矩M与轴承套圈之间相对旋转角位移θ之间的关系。要得到这种关系，只有采用2维数据采集系统，即同时采集摩擦力矩和相对角位移2个序列的数据M(t)和θ (t)，直接取得它们的相互关系Μ( θ )。虽然从理论上如果已知速度，可以从时间座标转换到位移座标，但实际上由于转速的测量和控制本身存在一定误差，经过不断旋转带来的累积误差不可忽视，因此这种间接得到的Μ( θ )关系的应用价值就大大降低。Μ( θ )关系的应用之一如可以帮助进行轴承零件缺陷的诊断如果在Μ(θ)关系图上发现有周期性的异常，通过在图上量得其波长(△ θ，与转速无关)，与按照滚动轴承运动学原理计算出的该轴承的各种零件缺陷反映的理论波长比较，可确定缺陷所在。
要求直接测取摩擦力矩随套圈角位移的关系是本发明的仪器的主要目标。现有专利中名称上接近的有CN101509814B《一种微型轴承动态摩擦力矩测量仪的设计方法》和 CN201285334Y《一种用于检测轴承动态摩擦力矩的测量仪》，细读内容，其中动态摩擦力矩是指轴承的动态摩擦力矩，相对启动摩擦力矩而言的，而不是指测量方式动态测量。其主要技术特征是采用阻尼装置，以提高稳定性，包括在传感器的传递路径内使用阻尼器和柔性材料以降低冲击，从而使测量结果变化变得平缓。本发明的目标和技术特征要点与上述专利是不同的。
要实现滚动轴承摩擦力矩动态测量，必须分析测量系统的动态特性，理清改善动态特性的技术关键点。一般受测滚动轴承具有内圈和外圈(对于推力轴承有轴圈和座圈)， 在测量摩擦力矩时，其中之一套圈由驱动装置驱动旋转的称为主动圈，另一个套圈连接到测量力矩或力的传感器或仪表(以下统称为力矩测量单元，它包括传感器或仪表本身和必要的连接件在内)的套圈称为受测圈。图4是包含受测圈、力矩测量单元在内的一测量系统模型。系统内有质量元件即受测圈，有弹性元件即力矩测量单元，这些就构成一个振动系统，它的动力学方程式为
J^- + K^ = M(t)(1)
上式中，J为受测圈的转动惯量，夂P为力矩测量单元扭转刚度，在力矩测量单元的线性工作区域，下式用于标定力矩测量单元的扭转刚度
=^ ⑵
式中Mc为测量摩擦力矩，也是力矩测量单元的输出，识为受测圈的角位移，在线性工作区4可从下式推算
Mc门、^ = TTl⑶K<p
于是从⑴式可得到实际摩擦力矩M与测量摩擦力矩Mc的关系
M = Mc+J^ (4)dt2
振动系统的固有频率《 为
J￥)/5/ \Λ二sωJ
根据振动理论，只有当输入物理量的频率与固有频率之比ω/ωη<< 1或趋近于零时，输出Mc在幅度与相位上才接近于输入Μ。因此提高系统的固有频率是提高测量系统动态性能的关键。有两个途径可以提高固有频率一是提高力矩测量单元的刚度夂，；二是减少系统内的元件的质量，其中受测圈的质量是无法改变的，但如果用负荷块对受测圈加载，且负荷块与受测圈一起运动，这就等于增加的受测圈的质量，从而降低了系统的固有频率。本分析模型已忽略了力矩测量单元的质量，但如果力矩测量单元包含质量较重的元件， 则也会降低系统的固有频率。
实际上动态摩擦力矩是一频率范围很广的曲线，不同频率成分经过测量系统传递5得到响应是不同的，远小于固有频率的成分会得到较好的反映，固有频率附近的成分可能会得到放大(共振)，这取决于系统的阻尼的大小，远大于固有频率的成分将被衰减。为防止激烈共振的发生，可以对受测圈施加一定的阻尼(如图4中阻尼器9)，注意所加的阻尼应与传感器和连接件是并列的，不应串联接入传感器和连接件链中。实际上，在摩擦力矩内已存在与运动速度相关的阻尼成分，它也有一定的抑制共振的作用。
在设计摩擦力矩动态测量仪时应考虑频率响应范围要求，对于上述振动系统，该频率响应范围下极限可以为0无问题，关键是上极限COsjx，它也是与系统的固有频率0^相关的，可以用关系式表示= kfX ωη。在设计摩擦力矩动态测量仪时为满足频率响应范围要求，则应，其中系数kf与定义频率响应范围的衰减系数和系统阻尼有关，衰减系数一般取0. 707，当忽略阻尼时，kf取1. 55 (最大值)，随着阻尼增加，kf值减小。
因轴承两套圈之间的相对角位移θ = θι_ ,式中Q1为主动圈的角位移，可按式(3)推出，故只要测出主动圈的角位移Q1，就可通过本式修正为轴承两套圈之间的相对角位移θ。发明内容
本发明的目的是提供一种滚动轴承摩擦力矩动态跟踪测量仪，以解决现有滚动轴承摩擦力矩测量仪不能直接动态精确测取被测轴承测量摩擦力矩和套圈角位移之间的对应关系，进而精确得出实际摩擦力矩与套圈相对角位移的关系的问题。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的
一种滚动轴承摩擦力矩动态跟踪测量仪，包括机体及驱动部分、计算机数据采集、 处理、控制和操作部分，所述计算机数据采集、处理、控制和操作部分包括摩擦力矩采集系统、角位移采集系统、计算机及输出设备和操作设备，所述驱动部分安装在所述机体上，用于驱动被测轴承主动圈转动，所述摩擦力矩采集系统与所述机体和计算机连接，用于采集被测轴承测量摩擦力矩Mc，所述摩擦力矩采集系统的固有频率ωη满足 sjx/kf，式中 "sJx为滚动轴承摩擦力矩动态跟踪测量仪的设计频率响应范围上极限，kf为与频率响应范围定义的衰减系数和系统阻尼有关的系数，所述角位移采集系统与所述驱动部分和计算机连接，用于采集被测轴承主动圈的角位移θ工，两套采集系统由一台计算机控制，进行同步采集，并通过数据处理程序对θ工作修正成为被测轴承套圈相对角位移θ，对Mc修正成为实际摩擦力矩Μ，得到实际摩擦力矩M和被测轴承套圈相对角位移θ的相互关系Μ(θ)。
优选地，所述摩擦力矩采集系统包括力矩测量单元，所述力矩测量单元包括具有数字输出功能的力或力矩传感件，所述力或力矩传感件设置在所述机体的安装架上，并与所述计算机连接，所述力矩测量单元的综合扭转刚度夂,满足夂，> COn1Jd，式中Jd为摩擦力矩采集系统的当量转动惯量，它除了包括受测圈的转动惯量外，还包括与受测圈相连并随受测圈一起运动的物件折算得到的当量转动惯量。
必要时，所述力矩测量单元还包括用于连接力或力矩传感件与被测轴承受测圈的连接件，所述摩擦力矩采集系统的当量转动惯量还包括所述连接件折算得到的当量转动惯量。
优选地，所述力或力矩传感件为数字测力计。
优选地，所述连接件为钢丝绳，其一端与所述力或力矩传感件用加固结扣联结，另一端与可固着于被测轴承受测圈上的固着件加固联结。
优选地，所述机体包括机箱、平板和安装架，所述平板设置在机箱的顶部，所述安装架设置在平板上，所述驱动部分包括电动机、摩擦传动机构、回转工作台、用于固定被测轴承主动圈的接适件、主轴、轴承和轴承座，所述电动机通过摩擦传动机构与回转工作台传动连接，所述回转工作台和接适件与主轴的上端联接，所述主轴通过轴承设置在轴承座上， 所述轴承座设置在平板上，所述角位移采集系统包括角位移传感器，所述角位移传感器为转角编码器，所述转角编码器安装在支架上，所述支架安装在轴承座的下端，所述转角编码器的转轴通过联轴器与主轴的下端联接，所述转角编码器与计算机连接。
优选地，所述回转工作台为开口向下的盘状壳体，所述摩擦传动机构包括主动轮、 中间轮、活接板、杠杆、扭簧、离合凸轮、操纵轴、拉簧，所述主动轮安装在电动机的动力输出轴上，且位于平板的上方，所述中间轮铰接在活接板的一端，且位于平板的上方，所述中间轮与回转工作台的内壁接触，并可与主动轮接触和分离，所述杠杆位于平板的下方，所述活接板铰接在杠杆的一端，且在其与杠杆的铰接处设置有用于约束二者的扭簧，所述杠杆的支点与平板铰接，所述杠杆的另一端与位于平板下方的离合凸轮接触，所述离合凸轮与可转动地设置在平板上的操纵轴的下端固定联接，所述杠杆从其支点至另一端间的部分上还连接有用于使杠杆与离合凸轮保持接触的拉簧。
优选地，所述中间轮的柱面上包有橡胶，所述中间轮分别与主动轮和回转工作台内壁的接触点的压力线夹角β在90° 士 10°的范围内。
优选地，所述电动机为无级调速电动机。
本发明的工作原理为通过使测量系统的固有频率满足一定的条件，从而保证了测量系统具有良好的动态响应特性，在此条件下，通过同步采集被测轴承测量摩擦力矩和主动圈角位移，从而直接而准确地得到了测量摩擦力矩Mc和主动圈角位移θ工之间的对应关系Mc ( θ J，再考虑动力学因素，通过数据处理程序对θ工和Mc作修正，转换成轴承套圈相对角位移θ和实际摩擦力矩Μ，于是最后便得到实际摩擦力矩M与相对角位移θ之间的关系Μ(θ)。
本发明测量仪的有益效果为能直接动态精确测取轴承测量摩擦力矩和套圈角位移之间的对应关系，进而得出轴承实际摩擦力矩与套圈相对角位移的精确关系，且具有结构紧凑，动态响应特性良好，跟踪测量结果精准，适应范围广，操作简便，自动化程度高的优点，可用于各类滚动轴承品质的鉴别诊断和轴承的分析研究。
下面根据附图和实施例对本发明作进一步详细说明。
图1为本发明的总体技术方案的架构图。
图2为本发明的一个具体实施方案的结构示意图。
图3为本发明的图2所示的实施方案的摩擦传动机构示意图。
图4为本发明中的摩擦力矩采集系统的动态特性分析模型。
图中1、机体；11、机箱；12、平板；13、安装架；2、驱动部分；21、电动机；22、主动轮；23、中间轮；24、活接板；25、杠杆；26、扭簧；27、离合凸轮；28、操纵轴；29、拉簧；210、回转工作台；211、接适件；212、主轴；213、轴承座；3、摩擦力矩采集系统；31、力矩测量单元；311、力或力矩传感件；312、连接件；313、固着件；4、角位移采集系统；41、转角编码器；42、 支架；43、联轴器；5、计算机；6、输出设备；7、操作设备；81、受测圈；82、主动圈；9、阻尼器。
另外，对图4说明受测圈81的转动惯量为J，同时受到实际摩擦力矩M和测量摩擦力矩为Mc ；摩擦力矩采集系统3的扭转刚度为Ip，包含刚度为K1的力或力矩传感件311 和刚度为K2的连接件312 ；阻尼器9是可选采用，分析时未考虑；A点为连接件312与受测圈81的联结点，B点为连接件312与力或力矩传感件311的联结点，C点为力或力矩传感件 311与安装架13的静止联结点；0点位转动中心 ’φ为A点(也是受测圈)的角位移。为简明起见，连接件312质量忽略，如考虑连接件312质量，系统应按多自由度系统作分析。
具体实施方式
如图1 4所示，本发明的滚动轴承摩擦力矩动态跟踪测量仪，包括机体1及驱动部分2、计算机数据采集、处理、控制和操作部分，所述计算机数据采集、处理、控制和操作部分包括摩擦力矩采集系统3、角位移采集系统4、计算机5及输出设备6和操作设备7，所述驱动部分2安装在所述机体1上，用于驱动被测轴承主动圈82转动，所述摩擦力矩采集系统3与所述机体1和计算机5连接，用于采集被测轴承测量摩擦力矩Mc，所述摩擦力矩采集系统3的固有频率ωη满足，式中ω _为滚动轴承摩擦力矩动态跟踪测量仪的设计频率响应范围上极限，kf为与频率响应范围定义的衰减系数和系统阻尼有关的系数，所述角位移采集系统4与所述驱动部分2和计算机5连接，用于采集被测轴承主动圈82 的角位移θ ”两套采集系统由一台计算机5控制，进行同步采集，并通过数据处理程序对 θ工作修正成为被测轴承套圈相对角位移θ，对Mc修正成为实际摩擦力矩Μ，得到实际摩擦力矩M和被测轴承套圈相对角位移θ的相互关系Μ( θ)
所述摩擦力矩采集系统3采集得到被测轴承测量摩擦力矩Mc，所述角位移采集系统4采集得到被测轴承主动圈82的角位移θ ”从而直接得到轴承测量摩擦力矩和被测轴承主动圈82角位移之间的对应关系Mc ( θ ^，再考虑动力学因素，通过数据处理程序对θ i 作修正，转换成θ，得到Mc( θ )，再按照(4)式，对Mc作修正成为实际摩擦力矩M，于是最后得到实际摩擦力矩M与相对角位移θ之间的关系Μ(θ)，并通过输出设备6提供包括Μ(θ) 曲线在内的一系列数据信息。因上述两项修正都是由计算机数据处理程序完成的，故这样仪器就能适应动态跟踪测量的要求，得到比较精准的结果。
优选地，所述摩擦力矩采集系统3包括力矩测量单元31，所述力矩测量单元31 包括具有数字输出功能的力或力矩传感件311，所述力或力矩传感件311设置在所述机体 1的安装架13上，并与所述计算机5连接，所述力矩测量单元8的综合扭转刚度夂,满足 κφ > CDn2Jd，式中Jd为摩擦力矩采集系统3的当量转动惯量，它除了包括受测圈81的转动惯量外，还包括与受测圈81相连并随受测圈81 —起运动的物件折算得到的当量转动惯量。
所述力或力矩传感件311还应具有足够的通讯速度、硬负载特性(即刚度高)和满足要求的量程范围和测量精度。
必要时，所述力矩测量单元31还包括用于连接力或力矩传感件311与被测轴承受测圈81的连接件312，所述摩擦力矩采集系统3的当量转动惯量还包括所述连接件312折算得到的当量转动惯量。所述连接件312应具有质量轻、连接状态下水平方向具有一定柔度，竖直方向刚度高的特点。
优选地，所述力或力矩传感件311为数字测力计。本实施例具体采用量程为 IOOOgf，精度为士 Igf，刚度为5000gf/mm,取样速率为7000次/秒，有RS232/USB接口，传输速率为115200baud的数字测力计。
优选地，所述连接件312为钢丝绳，其一端与所述力或力矩传感件311用加固结扣联结，另一端与可固着于被测轴承受测圈81上的固着件313加固联结。
本实施例采用一小块磁铁作固着件313，测量时小磁铁吸附固定在受测圈81上； 加固结扣处用硬性粘结剂加固，以防止受力时变形。该连接方式制作简单，成本低，操作又比较方便。
优选地，所述机体1包括机箱11、平板12和安装架13，所述平板12设置在机箱11 的顶部，所述安装架13设置在平板12上，所述驱动部分2包括电动机21、摩擦传动机构、回转工作台210、用于固定被测轴承主动圈82的接适件211、主轴212、轴承和轴承座213，所述电动机21通过摩擦传动机构与回转工作台210传动连接，所述回转工作台210和接适件 211与主轴212的上端联接，所述主轴212通过轴承设置在轴承座213上，所述轴承座213 设置在平板12上，所述角位移采集系统4包括角位移传感器，所述角位移传感器为转角编码器41，所述转角编码器41安装在支架42上，所述支架42安装在轴承座213的下端，所述转角编码器41的转轴通过联轴器43与主轴212的下端联接，所述转角编码器41与计算机 5连接。
所述回转工作台210是用于安放被测轴承的通用台面，其中心有定位孔，所述接适件211的上部和下部有定位台肩，通过接适件211可以将被测轴承的主动圈82固定在回转工作台210上。优选地，所述回转工作台210的工作转速在2 30转/分内可调。
所述转角编码器41用于测量被测轴承主动圈82的角位移，由于转角编码器41的转轴、主轴212、接适件211及被测轴承的主动圈82顺次联接，同步转动，故转角编码器41 测得的主轴212的角位移即为被测轴承主动圈82的角位移。转角编码器41将主轴212转动产生的角位移转化成脉冲信号送入计算机5的数据采集卡。
所述转角编码器41应具有足够的圆周分格精度(如每圈1800等分脉冲)，可连续旋转发送。安装时，转角编码器41的转轴应与主轴212精确对中，并在安装后与主轴212 无相对转动间隙。
优选地，所述回转工作台210为开口向下的盘状壳体，所述摩擦传动机构包括主动轮22、中间轮23、活接板M、杠杆25、扭簧沈、离合凸轮27、操纵轴28、拉簧四，所述主动轮22安装在电动机21的动力输出轴上，且位于平板12的上方，所述中间轮23铰接在活接板对的一端，且位于平板12的上方，所述中间轮23与回转工作台210的内壁接触，并可与主动轮22接触和分离，所述杠杆25位于平板12的下方，所述活接板M铰接在杠杆25的一端，且在其与杠杆25的铰接处设置有用于约束二者的扭簧沈，所述杠杆25的支点与平板 12铰接，所述杠杆25的另一端与位于平板12下方的离合凸轮27接触，所述离合凸轮27与可转动地设置在平板12上的操纵轴观的下端固定联接，所述杠杆25从其支点至另一端间的部分上还连接有用于使杠杆25与离合凸轮27保持接触的拉簧四。
转动操纵轴28即可控制中间轮23与主动轮22的离合。
中间轮23与主动轮22、回转工作台210内壁的接触压力分别由拉簧四和扭簧沈产生，并可以调整。
为增加摩擦系数及隔离振动，优选地，所述中间轮23的柱面上包有橡胶；为降低主动轮23传递到回转工作台210的振动，所述中间轮23分别与主动轮23和回转工作台 210内壁的接触点的压力线夹角β在90° 士 10°的范围内，且以90°为最佳。
优选地，所述电动机21为无级调速电动机。
本仪器留有增加加载装置的空间，可以对被测轴承的受测圈加载，但作为动态跟踪测量仪不采用外力加载，仅依靠受测圈自身重力作为载荷，更有利于跟踪摩擦力矩的微小变化。由于受测圈上只受到摩擦力矩、测量力矩、惯性力矩和自身重力的作用，自身重力与前3者作用面垂直，对测量力无干扰，除以上4种力外再无其它外力作用，因此这种简单的测量方式可以达到相当高的精确度。此外，对驱动部分也无太高要求，因为驱动部分的一般性的旋转精度误差和驱动部分的摩擦力矩不会对测量结果造成影响，因此该仪器的制造成本能控制得较低。
本仪器只要通过更换接适件就可以动态跟踪测量不同尺寸的径向轴承、推力轴承、角接触轴承的摩擦力矩，通过适当的夹具还可以测量成对轴承的摩擦力矩，具有广泛的通用性。
本实施例的整台仪器由计算机控制操作，专门编制的计算机程序扩大了仪器的使用功能，提高了操作性能，提供了清晰直观的操作界面，其中包括4个操作页面1，数据测量页，可以控制测量开始，结束，通过M-θ曲线实时观察测量数据的变化情况，可以观察调整测量转速；2，数据处理页，在测量结束后全面观察M- θ曲线图，可放大观察到每一个点的具体数据，可截取数据处理样本，进行数据处理，得出最大值、最小值、有效值、极差、标准差等统计数据，并经过快速傅立叶变换得出各种频率或波长成分的幅值，显示分布图线；3， 测试报告页，可以打印输出所有的测试条件和分析处理结果，还可以将所有数据存入数据库；4，仪器设置页，可以对仪器的工作模式、使用计量单位、工作界面、接口、默认参数进行设置，并可以设置自动操作选项和参数，自动完成从数据测量到数据分析储存等一系列过程。
本发明解决了现有滚动轴承摩擦力矩测量仪不能直接动态精确测取轴承测量摩擦力矩和套圈角位移之间的对应关系，进而得出轴承实际摩擦力矩与套圈相对角位移的精确关系的问题，具有结构紧凑，动态响应特性好，跟踪测量结果精准，适应范围广，操作简便，自动化程度高的优点，可用于各类滚动轴承品质的鉴别诊断和分析研究。
权利要求
1.一种滚动轴承摩擦力矩动态跟踪测量仪，其特征在于包括机体及驱动部分、计算机数据采集、处理、控制和操作部分，所述计算机数据采集、处理、控制和操作部分包括摩擦力矩采集系统、角位移采集系统、计算机及输出设备和操作设备，所述驱动部分安装在所述机体上，用于驱动被测轴承主动圈转动，所述摩擦力矩采集系统与所述机体和计算机连接，用于采集被测轴承的测量摩擦力矩Mc，所述摩擦力矩采集系统的固有频率ωη满足，式中为滚动轴承摩擦力矩动态跟踪测量仪的设计频率响应范围上极限，kf为与频率响应范围定义的衰减系数和系统阻尼有关的系数，所述角位移采集系统与所述驱动部分和计算机连接，用于采集被测轴承主动圈的角位移θ 两套采集系统由一台计算机控制，进行同步采集，并通过数据处理程序对θ工作修正成为被测轴承套圈相对角位移θ，对Mc修正成为实际摩擦力矩M，得到实际摩擦力矩M和被测轴承套圈相对角位移θ 的相互关系Μ( θ)。
2.根据权利要求1所述的滚动轴承摩擦力矩动态跟踪测量仪，其特征在于所述摩擦力矩采集系统包括力矩测量单元，所述力矩测量单元包括具有数字输出功能的力或力矩传感件，所述力或力矩传感件设置在所述机体的安装架上，并与所述计算机连接，所述力矩测量单元的综合扭转刚度夂,满足夂，> C^n2Jd，式中Jd为摩擦力矩采集系统的当量转动惯量，它除了包括受测圈的转动惯量外，还包括与受测圈相连并随受测圈一起运动的物件折算得到的当量转动惯量。
3.根据权利要求2所述的滚动轴承摩擦力矩动态跟踪测量仪，其特征在于所述力矩测量单元还包括用于连接力或力矩传感件与被测轴承受测圈的连接件，所述摩擦力矩采集系统的当量转动惯量还包括所述连接件折算得到的当量转动惯量。
4.根据权利要求2所述的滚动轴承摩擦力矩动态跟踪测量仪，其特征在于所述力或力矩传感件为数字测力计。
5.根据权利要求3所述的滚动轴承摩擦力矩动态跟踪测量仪，其特征在于所述连接件为钢丝绳，其一端与所述力或力矩传感件用加固结扣联结，另一端与可固着于被测轴承受测圈上的固着件加固联结。
6.根据权利要求1所述的滚动轴承摩擦力矩动态跟踪测量仪，其特征在于所述机体包括机箱、平板和安装架，所述平板设置在机箱的顶部，所述安装架设置在平板上，所述驱动部分包括电动机、摩擦传动机构、回转工作台、用于固定被测轴承主动圈的接适件、主轴、 轴承和轴承座，所述电动机通过摩擦传动机构与回转工作台传动连接，所述回转工作台和接适件与主轴的上端联接，所述主轴通过轴承设置在轴承座上，所述轴承座设置在平板上， 所述角位移采集系统包括角位移传感器，所述角位移传感器为转角编码器，所述转角编码器安装在支架上，所述支架安装在轴承座的下端，所述转角编码器的转轴通过联轴器与主轴的下端联接，所述转角编码器与计算机连接。
7.根据权利要求1所述的滚动轴承摩擦力矩动态跟踪测量仪，其特征在于所述回转工作台为开口向下的盘状壳体，所述摩擦传动机构包括主动轮、中间轮、活接板、杠杆、扭簧、离合凸轮、操纵轴、拉簧，所述主动轮安装在电动机的动力输出轴上，且位于平板的上方，所述中间轮铰接在活接板的一端，且位于平板的上方，所述中间轮与回转工作台的内壁接触，并可与主动轮接触和分离，所述杠杆位于平板的下方，所述活接板铰接在杠杆的一端，且在其与杠杆的铰接处设置有用于约束二者的扭簧，所述杠杆的支点与平板铰接，所述杠杆的另一端与位于平板下方的离合凸轮接触，所述离合凸轮与可转动地设置在平板上的操纵轴的下端固定联接，所述杠杆从其支点至另一端间的部分上还连接有用于使杠杆与离合凸轮保持接触的拉簧。
8.根据权利要求7所述的滚动轴承摩擦力矩动态跟踪测量仪，其特征在于所述中间轮的柱面上包有橡胶，所述中间轮分别与主动轮和回转工作台内壁的接触点的压力线夹角 β在90° 士 10°的范围内。
9.根据权利要求6所述的滚动轴承摩擦力矩动态跟踪测量仪，其特征在于所述电动机为无级调速电动机。
全文摘要
本发明公开一种滚动轴承摩擦力矩动态跟踪测量仪，其采用由一台计算机控制的摩擦力矩采集系统和角位移采集系统来同步采集轴承摩擦力矩和套圈角位移，该仪器摩擦力矩采集系统的固有频率和扭转刚度所具有的特征可满足动态跟踪测量的要求。仪器的数据处理程序对测得的数据作动力学方面的修正，得到动态实际摩擦力矩与轴承套圈相对角位移的精确关系。本发明的测量仪能直接动态跟踪测取轴承的摩擦力矩，具有结构紧凑，动态响应特性好，跟踪测量结果精准，适应范围广，操作简便，自动化程度高的优点，可用于各类滚动轴承品质的鉴别诊断和分析研究。
文档编号G01L3/00GK102507056SQ20111035165
公开日2012年6月20日 申请日期2011年11月9日 优先权日2011年11月9日
发明者周春茂 申请人:江苏帝达贝轴承有限公司