一种轴承内外圈之间的摩擦系数测量装置和测量方法制造方法及图纸

本发明专利技术实施例公开了一种轴承内外圈之间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，陪试衬套和转动加载衬套，转动销轴，以及被测轴承内圈和轴承外圈；力加载模块用于通过轴承外圈固定件向轴承外圈和内圈加载径向载荷，使得轴承内、外圈接触，并记录加载的径向载荷值；扭矩测量模块用于测量待测轴承组件进行转动时受到的负载扭矩值；负载扭矩值与两个陪试轴承的附加扭矩值之差为轴承内外圈之间的修正扭矩值；轴承内外圈之间的摩擦系数为修正扭矩值随径向载荷值变化的关系曲线的斜率。本发明专利技术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内外圈之间的静摩擦系数和动摩擦系数。

A friction coefficient measuring device and method between inner and outer rings of bearing

【技术实现步骤摘要】
一种轴承内外圈之间的摩擦系数测量装置和测量方法
本申请涉及但不限于航空结构摩擦系数测量
，尤指一种轴承内外圈之间的摩擦系数测量装置和测量方法。
技术介绍
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内外圈之间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。轴承内外圈之间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转动销轴材料、粗糙度和形位公差等诸多因素影响，需要采用实际轴承和转动销轴进行测量。目前虽然已提出转动销轴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外圈之间的二级滑动的摩擦系数。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术实施例提供了一种轴承内外圈之间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内外圈之间的静摩擦系数和动摩擦系数。本专利技术实施例提供一种轴承内外圈之间的摩擦系数测量装置，包括：两个支撑结构，轴承外圈固定件，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，陪试衬套和转动加载衬套，转动销轴，以及被测轴承内圈和轴承外圈，所述轴承外圈嵌套在轴承内圈的外部；所述陪试衬套和转动加载衬套分别设置于所述轴承内圈的两侧，所述转动销轴穿过所述轴承内圈以及陪试衬套和转动加载衬套的轴孔，一个陪试轴承嵌套在陪试衬套的外部，另一个陪试轴承嵌套在转动加载衬套的外部，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，所述轴承外圈固定件嵌套在所述轴承外圈的外侧、且位于所述两个支撑结构之间，用于夹紧所述轴承外圈；所述力加载模块设置于所述轴承外圈固定件的外侧，用于通过所述轴承外圈固定件向所述轴承外圈和内圈加载径向载荷，使得所述轴承外圈和内圈接触，并记录加载的径向载荷值；所述扭矩电机的转轴一端嵌入到转动加载衬套内，用于通过转轴的转动带动所述待测轴承组件整体进行转动；所述扭矩测量模块嵌套在所述扭矩电机的转轴外部，且与转动加载衬套相连接，用于测量所述待测轴承组件进行转动时受到的负载扭矩值，所述负载扭矩值与所述两个陪试轴承的附加扭矩值之差为轴承内外圈之间的修正扭矩值；其中，所述轴承内外圈之间的摩擦系数为所述修正扭矩值随所述径向载荷值变化的关系曲线的斜率。可选地，如上所述的轴承内外圈之间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外圈和内圈加载径向载荷，使得所述轴承外圈和内圈接触，并在加载过程中按照预设的步长记录加载的径向载荷值。可选地，如上所述的轴承内外圈之间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径向载荷值，测量相应径向载荷值的条件下所述待测轴承组件受到的负载扭矩值。可选地，如上所述的轴承内外圈之间的摩擦系数测量装置中，还包括：待测陪试轴承组件，所述待测陪试轴承组件包括：四个陪试轴承，芯轴，四个拆卸衬套和两个锁紧螺母；所述芯轴嵌入四个陪试轴承的轴孔内，芯轴中部具有凸台，四个拆卸衬套设置于两个相邻陪试轴承之间以及陪试轴承与凸台之间，所述两个锁紧螺母一一对应的固定设置于所述芯轴的两端，通过锁紧螺母和拆卸衬套固定陪试轴承，所述待测陪试衬套组件的两个外侧陪试轴承一一对应的通过嵌套在外侧陪试轴承外部的外侧支撑结构固定，两个中部陪试轴承通过嵌套在其外部的中部支撑结构固定。可选地，如上所述的轴承内外圈之间的摩擦系数测量装置中，还包括：中部力加载模块和两个外侧力加载模块；所述中部力加载模块设置于中部支撑结构的一侧，所述外侧力加载模块一一对应的设置于外侧支撑结构的一侧、且与所述中部力加载模块相对设置；所述外侧力加载模块，用于通过所述外部支撑结构向对应的外侧陪试轴承加载第一径向载荷，所述中部力加载模块，用于通过所述中部支撑结构向两个中部陪试轴承加载第二径向载荷，其中，第二径向载荷与第一径向载荷的方向相反，且第二径向载荷是第一径向载荷的两倍；所述扭矩电机的转轴一端嵌入到芯轴的一端，还用于通过转轴的转动带动所述芯轴和所述四个陪试轴承进行转动；所述扭矩测量模块嵌套在所述扭矩电机的转轴外部，且与芯轴连接转轴的一端相连接，还用于测量所述芯轴和所述四个陪试轴承进行转动时所述四个陪试轴承受到的附加扭矩值。可选地，如上所述的轴承内外圈之间的摩擦系数测量装置中，所述外侧力加载模块，还用于为从零开始向对应的外部支撑结构和外侧陪试轴承加载第一径向载荷，并在加载过程中按照预设的步长记录加载的第一径向载荷值；所述中部力加载模块，还用于为从零开始向对应的中部支撑结构和两个中部陪试轴承加载第二径向载荷，并且使得加载的第二径向载荷值为第一径向载荷值的两倍；所述扭矩测量模块，还用于根据所述外侧力加载模块所记录的第一径向载荷值，测量相应第一径向载荷值的条件下四个陪试轴承受到的附加扭矩值。可选地，如上所述的轴承内外圈之间的摩擦系数测量装置中，所述待测陪试轴承组件中的陪试轴承与所述待测轴承组件中的陪试轴承为相同的陪试轴承，或者，为相同规格、相同批次的陪试轴承。本专利技术实施例还提供一种轴承内外圈之间的摩擦系数测量方法，采用如上述任一项所述的轴承内外圈之间的摩擦系数测量装置进行测量，所述摩擦系数测量方法包括：通过力加载模块从零开始向待测轴承组件的轴承外圈和内圈加载径向载荷，使得所述轴承外圈和内圈接触，并在加载过程中按照预设的步长记录加载的径向载荷值；根据所述力加载模块所记录的径向载荷值，通过扭矩测量模块测量相应径向载荷值的条件下所述待测轴承组件受到的负载扭矩值；根据所述负载扭矩值和所述待测轴承组件中两个陪试轴承的附加扭矩值，计算所述待测轴承组件中轴承内外圈之间的修正扭矩值，所述修正扭矩值为所述负载扭矩值与所述附加扭矩值之差；根据所述轴承内外圈之间的修正扭矩值随所述径向载荷值变化的关系曲线，得到轴承内外圈之间的摩擦系数，所述摩擦系数为所述关系曲线的斜率。可选地，如上所述的轴承内外圈之间的摩擦系数测量装置中，所述计算修正扭矩值之前，所述方法还包括：通过力加载模块从零开始向待测陪试轴承组件加载径向载荷，并在加载过程中按照预设的步长记录加载的径向载荷值；根据所述力加载模块所记录的径向载荷值，通过扭矩测量模块测量相应径向载荷值的条件下所述待测陪试轴承组件中陪试轴承受到的负载扭矩值。本专利技术实施例提供的轴承内外圈之间的摩擦系数测量装置和测量方法，为了保证轴承内外圈之间的摩擦系数的测量精度，需要排除测量装置其他部件相对滑动带来的影响，排除受力不均匀带来的影响，排除支撑轴承摩擦的影响，排除轴承内外圈之间摩擦带来的影响等。本专利技术实施例针对以上问题，设计了一种测量轴承内外圈之间的摩擦系数的装置，并且针对本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种轴承内外圈之间的摩擦系数测量装置，其特征在于，包括：两个支撑结构，轴承外圈固定件，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，陪试衬套和转动加载衬套，转动销轴，以及被测轴承内圈和轴承外圈，所述轴承外圈嵌套在轴承内圈的外部；/n所述陪试衬套和转动加载衬套分别设置于所述轴承内圈的两侧，所述转动销轴穿过所述轴承内圈以及陪试衬套和转动加载衬套的轴孔，一个陪试轴承嵌套在陪试衬套的外部，另一个陪试轴承嵌套在转动加载衬套的外部，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，所述轴承外圈固定件嵌套在所述轴承外圈的外侧、且位于所述两个支撑结构之间，用于夹紧所述轴承外圈；/n所述力加载模块设置于所述轴承外圈固定件的外侧，用于通过所述轴承外圈固定件向所述轴承外圈和内圈加载径向载荷，使得所述轴承外圈和内圈接触，并记录加载的径向载荷值；/n所述扭矩电机的转轴一端嵌入到转动加载衬套内，用于通过转轴的转动带动所述待测轴承组件整体进行转动；所述扭矩测量模块嵌套在所述扭矩电机的转轴外部，且与转动加载衬套相连接，用于测量所述待测轴承组件进行转动时受到的负载扭矩值，所述负载扭矩值与所述两个陪试轴承的附加扭矩值之差为轴承内外圈之间的修正扭矩值；其中，所述轴承内外圈之间的摩擦系数为所述修正扭矩值随所述径向载荷值变化的关系曲线的斜率。/n...

【技术特征摘要】
1.一种轴承内外圈之间的摩擦系数测量装置，其特征在于，包括：两个支撑结构，轴承外圈固定件，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，陪试衬套和转动加载衬套，转动销轴，以及被测轴承内圈和轴承外圈，所述轴承外圈嵌套在轴承内圈的外部；
所述陪试衬套和转动加载衬套分别设置于所述轴承内圈的两侧，所述转动销轴穿过所述轴承内圈以及陪试衬套和转动加载衬套的轴孔，一个陪试轴承嵌套在陪试衬套的外部，另一个陪试轴承嵌套在转动加载衬套的外部，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，所述轴承外圈固定件嵌套在所述轴承外圈的外侧、且位于所述两个支撑结构之间，用于夹紧所述轴承外圈；
所述力加载模块设置于所述轴承外圈固定件的外侧，用于通过所述轴承外圈固定件向所述轴承外圈和内圈加载径向载荷，使得所述轴承外圈和内圈接触，并记录加载的径向载荷值；
所述扭矩电机的转轴一端嵌入到转动加载衬套内，用于通过转轴的转动带动所述待测轴承组件整体进行转动；所述扭矩测量模块嵌套在所述扭矩电机的转轴外部，且与转动加载衬套相连接，用于测量所述待测轴承组件进行转动时受到的负载扭矩值，所述负载扭矩值与所述两个陪试轴承的附加扭矩值之差为轴承内外圈之间的修正扭矩值；其中，所述轴承内外圈之间的摩擦系数为所述修正扭矩值随所述径向载荷值变化的关系曲线的斜率。


2.根据权利要求1所述的轴承内外圈之间的摩擦系数测量装置，其特征在于，
所述力加载模块，还用于为从零开始向所述轴承外圈和内圈加载径向载荷，使得所述轴承外圈和内圈接触，并在加载过程中按照预设的步长记录加载的径向载荷值。


3.根据权利要求2所述的轴承内外圈之间的摩擦系数测量装置，其特征在于，
所述扭矩测量模块，还用于根据所述力加载模块所记录的径向载荷值，测量相应径向载荷值的条件下所述待测轴承组件受到的负载扭矩值。


4.根据权利要求1所述的轴承内外圈之间的摩擦系数测量装置，其特征在于，还包括：待测陪试轴承组件，所述待测陪试轴承组件包括：四个陪试轴承，芯轴，四个拆卸衬套和两个锁紧螺母；
所述芯轴嵌入四个陪试轴承的轴孔内，芯轴中部具有凸台，四个拆卸衬套设置于两个相邻陪试轴承之间以及陪试轴承与凸台之间，所述两个锁紧螺母一一对应的固定设置于所述芯轴的两端，通过锁紧螺母和拆卸衬套固定陪试轴承，所述待测陪试衬套组件的两个外侧陪试轴承一一对应的通过嵌套在外侧陪试轴承外部的外侧支撑结构固定，两个中部陪试轴承通过嵌套在其外部的中部支撑结构固定。


5.根据权利要求4所述的轴承内外圈之间的摩擦系数测量装置，其特征在于，还包括：中部力加载模块和两个外侧力加载模块；
所述中部力加载模块设置于中部支撑结构的一侧，所述外侧力加载模块一一对应的设置于外侧支撑结...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱江，冯成慧，韩易东，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司西安飞机设计研究所，
类型：发明
国别省市：陕西;61