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上海交通大学硕士学位论文摘要
微型轴承摩擦力矩的测试研究
摘要
轴承摩擦力矩直接影响轴承的性能,是滚动轴承的一项重要的性能
指标;它直接影响到能量的损耗,还关系着精密仪表动作和信息传递的
准确性。摩擦力矩过大会引起轴承温度的上升,过分的温度上升将使润
滑剂劣化、磨损加剧,甚至导致滚动表面烧伤,轴承损坏。摩擦力矩是
轴承设计时必须考虑的主要因素,国内外对轴承摩擦性能的研究十分重
视。轴承摩擦力矩是一个十分复杂的问题,定量研究和测量轴承摩擦力
矩一直是世界轴承行业和主机单位的尖端课题。
本文研究的摩擦力矩测量方法,是通过测量固定在轴承外圈的摆针
的偏转角度来间接测试摩擦力矩的,其测试原理是将被测轴承安装在水
平旋转轴上,在轴承外圈固定一个摆针,摆针的质量和离轴心的半径是
一定的。当轴承内圈随着旋转轴匀速转动时,由于轴承内圈和外圈之间
存在摩擦力矩,会带动外圈和摆针转动一个角度。如果摩擦力矩大,摆
针摆动的角度就大;摩擦力矩小,则摆针的摆动角度就小。这样利用数
字摄像机采集测试图像,把采集到的图像输入到工业控制计算机中进行
基于图像处理的角度检测,测出摆针偏转角度的大小,从而计算出摩擦
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上海交通大学硕士学位论文摘要
力矩值的大小。该测量仪采用的方法和以往的微型轴承摩擦力矩测试方
法相比有比较突出的优点:测量精度高、读数方便直观、与计算机直接
相连数据保存方便,能够测量得到轴承在低速转动时的最大摩擦力矩
值。
本文详细介绍了微型轴承摩擦力矩测试仪的工作原理,系统逻辑设
计和软件设计流程,并附有部分图解。该测试仪的成功研制将为改进轴
承设计参数、改进加工工艺和分析轴承摩擦力矩的影响因素,提供一个
可靠的手段,从而提高轴承质量和主机精度,满足使用单位对轴承摩擦
性能的技术要求。
关键词: 摩擦力矩,微型轴承,摆针法,角度测量,图像处理
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上海交通大学硕士学位论文 ABSTRACT
RESEARCH ON THE MEASUREMENT OF FRICTION TORQUE OF
MINIATURE BEARINGS
ABSTRACT
The friction torque of bearing directly affects bearing’s performance, and
it is an important performance index of roll bearings. It directly affects the
energy wastage, and has relation with the movement of the precise apparatus
and the veracity of information transference. If the friction torque is too big, it
will bring the temperature of the bearings, and that will break up the lubricant,
prick up wastage, and even will bring to surface burnt and bearings mangled.
It is a primary factor taken into account in the design of bearings, and
emphasized in home and abroad. The friction tongue of bearings is a very
complex issue; quantitative study and measurement of the friction torque are
always tip topics for bearing industry and principal machine in the world.
For the friction torque measurement studied in this paper, the friction
torque is measured indirectly by testing the defluxion angle of the pendulum
pin which is fitted on the outer-circle of the bearings. The principal is that: the
measured bearing is fitted on the horizontal rot