静/动态摩擦力矩测量实验

2023-06-26 理论教育版权反馈

【摘要】：还应说明的是起动摩擦力矩可远远超过计算值。计算所给出的轴承摩擦力矩只是在正常条件下的一般近似值。杭州轴承试验研究巾心自行开发了滚动轴承摩擦力矩试验机，可以测量轴承的起动摩擦力矩及动态摩擦力矩。轴承的动态摩擦力矩与运转时间有关。杭州轴承试验研究中心已于最近研制出了汽车轮毂轴承动态摩擦力矩试验机ABFT-1型。可测量出第一、二、三代汽车轮毂轴承及其单元的动态摩擦力矩随时间变化的曲线。

滚动轴承的摩擦力矩可分为运动中的摩擦力所产生的摩擦力矩，称为动态摩擦力矩和从静态开始运转时的摩擦力矩，称为起动摩擦力矩。一般起动摩擦力矩值大于动态摩擦力矩值。摩擦力矩是滚动轴承的一项综合的使用性能，它的产生是多种因素综合作用的结果。其中有滚动摩擦，也有滑动摩擦；有固体间的摩擦，也有润滑剂的粘性阻力。从工程应用角度考虑，需要知道对于给定类型和尺寸的轴承在一定的载荷、转速等工作条件下，其摩擦力矩是多少。为此，逐步发展了基于经验常数的滚动轴承摩擦力矩的计算方法（详见本章3.1）。还应说明的是起动摩擦力矩可远远超过计算值。在有些情况下，还得给M₀附加一定的值以考虑接触式密封圈的摩擦力矩。

计算所给出的轴承摩擦力矩只是在正常条件下的一般近似值。若需知道某一给定轴承的摩擦力矩的较准确的数值，就应该进行实际测量。

杭州轴承试验研究巾心自行开发了滚动轴承摩擦力矩试验机，可以测量轴承的起动摩擦力矩及动态摩擦力矩。图4-9为试验机测试原理简图。

轴承摩擦力矩测试过程为：

1）接通压缩空气调至一定压力，压缩空气穿过气垫杆8，使马鞍块7悬浮。

2）调整加载手柄4，压缩弹簧5，使垫块6与试验轴承3接触，再压缩弹簧5进行加载。同时调节水平微调偏心轮9，使气垫杆8水平。并调整位移传感器1，使表头置零。

3）如果马鞍块7与气垫杆8之间无接触现象，即气垫形成，则可起动主轴，并调到指定转速。

4）轴承内圈随试验轴旋转，由于轴承自身的摩擦力矩，带动外罔旋转。外罔再带着垫块6与马鞍块7一起左移。触头10接触弹簧片2，使其发生弯曲。位移传感器l显示弹簧片的位移Z。

5）试验机表头渎数即Z值，也可以同时用记录仪记录。一开始的Z值对应于起动摩擦力矩值。通过定标转换关系式（4-9），获得触头10作用于弹簧片2上的力F，则试验轴承3的摩擦力矩可由式（4-10）给出。

图4-9 摩擦力矩试验机测试原理简图

1—位移传感器 2—弹簧片 3—被测轴承 4—加载手柄 5—加载弹簧 6—垫块 7—气动浮台（马鞍块） 8—气垫杆 9—水平微调偏心轮 10—触头

F=0. 90912 （4-9）

M=1/2FD （4-10）

式中 F——触头10施加给弹簧片2的力（N）；

Z——位移传感器读数（μm）；

M——轴承摩擦力矩（N·mm）：

D——轴承外径（mm）。

轴承的动态摩擦力矩与运转时间有关。一般开式轴承运转10～15min后，动态摩擦力矩趋于稳定；密封轴承运转20～25min后，动态摩擦力矩趋于稳定。有关密封球轴承摩擦力矩研究的详细内容参见《轴承》1992（3）：12—17以及《轴承》1993（4）：29—33两篇文献。密封轴承密封唇力测量仪参见《轴承》1993（7）：35—39。

杭州轴承试验研究中心已于最近研制出了汽车轮毂轴承动态摩擦力矩试验机ABFT-1型。可测量出第一、二、三代汽车轮毂轴承及其单元的动态摩擦力矩随时间变化的曲线。

静/动态摩擦力矩测量实验

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