摩擦力测量方法技术

本发明专利技术涉及一种摩擦力测量方法，包括：提供一摩擦测量装置，包括一盘驱动系统、一球驱动系统、一位移调节系统、一角度调节系统、一加载系统、一润滑系统以及一测试系统，所述盘驱动系统包括一盘和一盘轴，所述球驱动系统包括一球和一球轴；利用所述位移调节系统和角度调节系统分别调节所述盘和球的相对位置及所述盘轴和球轴之间的角度；启动所述润滑系统，为所述盘和球之间的摩擦面提供润滑油；启动所述盘驱动系统和球驱动系统，使所述盘和球分别以一初始速度旋转；启动所述加载系统，在所述盘和球之间施加一预定的加载力；调节所述盘驱动系统和球驱动系统，使所述盘和球分别以一预定速度旋转；以及利用所述测试系统测得所述盘与球之间的摩擦力。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及一种，包括：提供一摩擦测量装置，包括一盘驱动系统、一球驱动系统、一位移调节系统、一角度调节系统、一加载系统、一润滑系统以及一测试系统，所述盘驱动系统包括一盘和一盘轴，所述球驱动系统包括一球和一球轴；利用所述位移调节系统和角度调节系统分别调节所述盘和球的相对位置及所述盘轴和球轴之间的角度；启动所述润滑系统，为所述盘和球之间的摩擦面提供润滑油；启动所述盘驱动系统和球驱动系统，使所述盘和球分别以一初始速度旋转；启动所述加载系统，在所述盘和球之间施加一预定的加载力；调节所述盘驱动系统和球驱动系统，使所述盘和球分别以一预定速度旋转；以及利用所述测试系统测得所述盘与球之间的摩擦力。【专利说明】
本专利技术涉及一种，尤其涉及一种高速条件下的。
技术介绍
随着航天、航空、航海、高铁装备产业发展的需求，装备制造向高精度、高速度、高效率方向发展，相应的装备需要在高速、高温等苛刻条件下运行。高速铁路车辆主轴轴承线速度约为40m/s ;航空发动机轴承最大线速度约为180m/s ;电主轴最高转速可达20万转/分，超高速磨削可达300m/s。高速、超高速条件下的润滑摩擦状态对提高轴承寿命，提高加工效率和稳定性至关重要。高速下巨大的离心力和热效应造成接触动载荷大,接触应力大,温升高。直接影响到接触区压力分布和温度分布，造成润滑油性质和流变性质改变，润滑油不再是剪切力随剪切应变线性变化的简单牛顿流体，而表现出复杂的非牛顿性，从而影响到成膜和承载。温升过高时甚至会发生润滑剂变质失效，摩擦副直接接触而粘着失效。高速装备的设计迫切需要提供这种装备的轴承等摩擦副的摩擦力、摩擦系数、膜厚、润滑剂等重要参数。至今为止，国内外文献资料中尚不能查获高速运行条件下装备摩擦副的摩擦力、摩擦系数、润滑剂等重要数据参数；国内外现有的摩擦性能测试仪器，包括技术专利技术专利中也未发现能获取上述数据参数的测试仪器，因此，研制高速、超高速条件下摩擦润滑性能的测试仪器以及测量方法非常必要。另外，现有技术中的摩擦力测试装置和测量方法，由于其自身一些系统性误差和原理性误差的存在，导致其测量的精度较低，因此在一些精密测量中的应用也受到了限制。
技术实现思路
有鉴于此，确有必要提供一种，该测量方法不仅能够测试在高速(大于等于100m/S)中载工况下的摩擦润滑性能，且具有测量精度高、稳定性好等特点。一种，具体包括以下步骤: 提供一摩擦测量装置，包括一盘驱动系统、一球驱动系统、一位移调节系统、一角度调节系统、一加载系统、一润滑系统以及一测试系统，所述盘驱动系统包括一盘和一盘轴，所述球驱动系统包括一球和一球轴； 利用所述位移调节系统和角度调节系统分别调节所述盘和球的相对位置以及所述盘轴和球轴之间的角度； 启动所述润滑系统，为所述盘和球之间的摩擦面提供润滑油； 启动所述盘驱动系统和球驱动系统，使所述盘和球分别以一初始速度旋转； 启动所述加载系统，在所述盘和球之间施加一预定的加载力； 调节所述盘驱动系统和球驱动系统，使所述盘和球分别以一预定速度旋转，所述预定速度大于所述初始速度；以及 利用所述测试系统测得所述盘与球之间的摩擦力。与现有技术相比，本专利技术提供的，可在接触赫兹应力lGPa，卷吸速度超过100m/S条件下测量所述装置中摩擦副的摩擦力；可通过调整所述盘与球之间的相对位置以降低摩擦力测量时的原理性误差；可通过所述电主轴与所述球、盘固定连接的方式、以及采用气浮导轨的方式降低摩擦力测量时的系统误差。本专利技术提供的，能够评价润滑材料在高速和高温的苛刻条件下的润滑特性和摩擦磨损性能，为高速装备的轴承等摩擦副的设计提供摩擦润滑参数和技术依据。【专利附图】【附图说明】图1为本专利技术实施例提供的摩擦测量装置的正视图。图2为本专利技术实施例提供的摩擦测量装置的侧视图。图3为本专利技术实施例提供的摩擦测量装置中的球轴与盘轴的夹角示意图。主要元件符号说明【权利要求】1.一种，具体包括以下步骤: (a)提供一摩擦测量装置，包括一盘驱动系统、一球驱动系统、一位移调节系统、一角度调节系统、一加载系统、一润滑系统以及一测试系统，所述盘驱动系统包括一盘和一盘轴，所述球驱动系统包括一球和一球轴； (b)利用所述位移调节系统和角度调节系统分别调节所述盘和球的相对位置以及所述盘轴和球轴之间的角度； (C)启动所述润滑系统，为所述盘和球之间的摩擦面提供润滑油； (d)启动所述盘驱动系统和球驱动系统，使所述盘和球分别以一初始速度旋转； (e)启动所述加载系统，在所述盘和球之间施加一预定的加载力； (f)调节所述盘驱动系统和球驱动系统，使所述盘和球分别以一预定速度旋转，所述预定速度大于所述初始速度；以及 (g)利用所述测试系统测得所述盘与球之间的摩擦力。2.如权利要求1所述的，其特征在于，在步骤(a)中，所述盘和盘轴固定连接，所述球和球轴固定连接。3.如权利要求1所述的，其特征在于，在步骤(b)中，所述盘与球贴合在一起，所述盘轴的轴线与所述球轴的轴线相交于所述盘的盘面中心。4.如权利要求1所述的，其特征在于，在步骤(c)中，所述润滑系统包括一加热控温器、一蠕动泵以及 一输油软管，在润滑过程中，所述加热控温器对油进行加温至一预定温度，所述蠕动泵驱动所述输油软管将油沿一预定方向喷至所述盘的盘面上。5.如权利要求1所述的，其特征在于，在步骤(d)中，所述盘驱动系统进一步包括一盘电主轴，所述盘电主轴驱动所述盘旋转；所述球驱动系统进一步包括一球电主轴，所述球电主轴驱动所述球旋转。6.如权利要求1所述的，其特征在于，在步骤(e)中，所述加载系统包括电机、加载弹簧和测力传感器，在加载过程中，所述电机驱动所述加载弹簧向所述测力传感器水平移动，并通过所述测力传感器将加载力传递给所述盘驱动系统，最终加载到所述盘和球之间。7.如权利要求1所述的，其特征在于，在步骤(g)中，所述测试系统包括一拉压传感器，所述盘与球之间的摩擦力通过所述拉压传感器测出。8.如权利要求1所述的，其特征在于，所述摩擦力的方向与所述加载力的方向相互垂直。9.一种，具体包括以下步骤: 提供一盘和一盘轴，所述盘与所述盘轴固定连接并以盘轴为旋转轴旋转，提供一球和一球轴，所述球与所述球轴固定连接并以球轴为旋转轴旋转； 使所述球与所述盘相互接触，同时使所述球轴的轴线与所述盘轴的轴线相交于所述盘的盘面中心，且所述球轴的轴线与盘面之间的角度大于O度且小于90度； 在所述盘和球之间的摩擦面提供润滑油； 使所述盘和球分别以一初始速度旋转； 在所述盘和球之间施加一预定的加载力，所述加载力的方向垂直于所述盘和球之间的摩擦面；使所述盘和球分别以一预定速度旋转，所述预定速度大于所述初始速度；以及 利用一拉压传感器测得所述盘与球之间的摩擦力。10.如权利要求9所述的，其特征在于，所述球轴的轴线与盘面之间的角度大于等于15度且小于等`于30度。【文档编号】G01L5/00GK103528738SQ201310449324【公开日】2014年1月22日 申请日期:2013年9月27日 优先权日:2013年9月27日【专利技术者】梁鹤, 郭丹, 张晨辉, 冯巨震, 雒建斌, 雷源忠 申请人:清华大学本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种摩擦力测量方法，具体包括以下步骤：(a)?提供一摩擦测量装置，包括一盘驱动系统、一球驱动系统、一位移调节系统、一角度调节系统、一加载系统、一润滑系统以及一测试系统，所述盘驱动系统包括一盘和一盘轴，所述球驱动系统包括一球和一球轴；(b)?利用所述位移调节系统和角度调节系统分别调节所述盘和球的相对位置以及所述盘轴和球轴之间的角度；(c)?启动所述润滑系统，为所述盘和球之间的摩擦面提供润滑油；(d)?启动所述盘驱动系统和球驱动系统，使所述盘和球分别以一初始速度旋转；(e)?启动所述加载系统，在所述盘和球之间施加一预定的加载力；(f)?调节所述盘驱动系统和球驱动系统，使所述盘和球分别以一预定速度旋转，所述预定速度大于所述初始速度；以及(g)?利用所述测试系统测得所述盘与球之间的摩擦力。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：梁鹤，郭丹，张晨辉，冯巨震，雒建斌，雷源忠，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：