發(fā)布時(shí)間：2021-07-28 05:29

　　軸承質(zhì)量對(duì)機(jī)械設(shè)備的精度、壽命、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)性有很大影響,而軸承的摩擦力矩是一項(xiàng)評(píng)估和影響軸承質(zhì)量的關(guān)鍵參數(shù),因此研制對(duì)軸承的摩擦力矩進(jìn)行快捷、準(zhǔn)確測量的機(jī)電一體化儀器具有重要意義。綜合考量,基于平衡測量法研制的儀器在剛度、精度、制造難度、生產(chǎn)成本上具有優(yōu)勢。本課題基于平衡測量法,針對(duì)中小型軸承的摩擦力矩測量設(shè)計(jì)測量儀。規(guī)劃了儀器的性能參數(shù)和功能需求,基于平衡測量法的原理,設(shè)計(jì)了測量儀的機(jī)電一體化系統(tǒng)的總體方案。設(shè)計(jì)了儀器中的軸承摩擦力矩測試裝置方案、力矩傳感器位置調(diào)整方案。對(duì)比分析了三種力矩傳感器方案,確定了儀器中采用的光電式力矩傳感器的方案,設(shè)計(jì)了儀器采用的控制系統(tǒng)方案。設(shè)計(jì)了光電式力矩傳感器的方案,研究了力矩傳感器的主要性能指標(biāo)線性度。設(shè)計(jì)了力矩傳感器的結(jié)構(gòu),確定了光柵與光源的參數(shù),對(duì)彈性軸的變形進(jìn)行了靜力學(xué)仿真,并完成了傳感器內(nèi)部電路的設(shè)計(jì)。分析了力矩傳感器軸端徑向力、彎矩對(duì)測量力矩精度的影響,對(duì)完成的光電式力矩傳感器的線性度、溫漂進(jìn)行了試驗(yàn)研究。詳細(xì)設(shè)計(jì)了測量儀中的摩擦力矩測試裝置、力矩傳感器位置調(diào)整裝置、儀器機(jī)架,通過有限元軟件對(duì)機(jī)架進(jìn)行了靜力學(xué)仿真,驗(yàn)證了儀器機(jī)架剛度設(shè)計(jì)的合... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：79 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

推力球軸承摩擦力矩測量系統(tǒng)[19]

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文4英國ESKTechnology公司HampsonMR等人基于傳遞測量法研制了帶密閉容腔的軸承摩擦力矩測試儀[22]，儀器如圖1-5所示。儀器采用了力矩傳感器作為核心測量器件，而力矩傳感器作為傳動(dòng)系統(tǒng)的一部分既傳遞力矩又測量力矩。儀器的特點(diǎn)是具有一個(gè)軸承容腔，為被測軸承提供了一個(gè)與周圍環(huán)境隔熱的密閉空間。在測試時(shí)，通過軸承容腔底部、側(cè)部的加熱器，使容腔內(nèi)部環(huán)境達(dá)到指定溫度，為不同溫度下的摩擦力矩測試提供了條件。電機(jī)輸出驅(qū)動(dòng)力矩經(jīng)傳動(dòng)軸、力矩傳感器傳遞到軸承容腔外套上，容腔外套與軸承外圈配合緊密而不發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，軸承內(nèi)圈與容腔內(nèi)套固定，而內(nèi)套固定在容腔支架上。由于支架固定在儀器機(jī)架上，因此在軸承外圈同容腔外套一同運(yùn)動(dòng)時(shí)，軸承內(nèi)圈與軸承容腔內(nèi)套固定不動(dòng)，經(jīng)力矩傳感器傳遞的力矩即為軸承摩擦力矩。圖1-5帶容腔的推力球軸承摩擦力矩測量儀[22]國外對(duì)軸承摩擦力矩測量系統(tǒng)的研究主要集中于平衡測量法，研究者基于平衡測量法自主研發(fā)了一些結(jié)構(gòu)簡單的軸承摩擦力矩測量裝置。法國國立普瓦提埃

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文5大學(xué)研發(fā)了一套可測量軸承啟動(dòng)力矩的裝置[23]，測量范圍為0~100mNm。軸承摩擦力矩測量系統(tǒng)如圖1-6所示。當(dāng)軸承在電機(jī)驅(qū)動(dòng)力矩的作用下轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，力矩傳感器通過一個(gè)叉型結(jié)構(gòu)為軸承外圈提供一個(gè)阻力矩，阻止了外圈的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。軸承與力矩傳感器間的力傳遞通過一個(gè)叉型結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，替代了通過轉(zhuǎn)軸傳遞力矩的方法，有效地簡化了結(jié)構(gòu)。研究人員通過LabVIEW開發(fā)平臺(tái)開發(fā)了人機(jī)交互界面，使得使用人員操作儀器、獲取試驗(yàn)結(jié)果更為方便。該裝置性能滿足一般實(shí)驗(yàn)對(duì)軸承摩擦力矩的測量需求。圖1-6軸承啟動(dòng)摩擦力矩測量裝置[23]卡梅隆-普林特摩擦學(xué)有限公司（Cameron‐PlintTribologyLtd）研制了型號(hào)為TE82/7752的用于潤滑脂抗磨性能測量的摩擦試驗(yàn)機(jī)[24,25]，如圖1-7所示。TiagoCousseau等人研發(fā)了可以對(duì)推力球軸承進(jìn)行啟動(dòng)力矩測量的機(jī)構(gòu)，替換了儀器中做摩擦試驗(yàn)的機(jī)構(gòu)，進(jìn)行摩擦力矩測試，研發(fā)的機(jī)構(gòu)如圖1-8所示[26,27]。機(jī)構(gòu)采用的測量原理為平衡測量法，傳動(dòng)軸與推力球軸承內(nèi)孔配合，下支撐與推力球軸承外圓配合，而下支撐與軸承容腔采用過盈配合，當(dāng)傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，推力球軸承上下層發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，摩擦力矩等值地傳遞到底部力矩傳感器上并測量出來。軸承容腔為軸承提供了一個(gè)密閉的空間，使軸承可以在無污染的條件下做測試。圖1-7TE82/7752型摩擦試驗(yàn)機(jī)[24]圖1-8推力球軸承啟動(dòng)力矩測試機(jī)構(gòu)[26]

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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[2]滾動(dòng)軸承摩擦力矩測量方法研究與實(shí)現(xiàn)[D]. 曾祥春.華中科技大學(xué) 2015
[3]滾動(dòng)軸承摩擦力矩的試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析[D]. 孟凡念.河南科技大學(xué) 2010
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本文編號(hào)：3307316