專利名稱：背對背配對微型球軸承施加軸向載荷下摩擦力矩測試方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于配對微型軸承摩擦力矩測試技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及到一種背對背配對微型球軸承施加軸向載荷下摩擦力矩測試方法。
背景技術(shù)：
航天、航空、航海等領(lǐng)域的某些機構(gòu)，在較強的振動、沖擊條件下低速或是擺動工作時，要求所用微型球軸承的摩擦力矩低、定位精度高且軸向和徑向剛度也高。為滿足這些使用要求，現(xiàn)多采用配對安裝的且施加有軸向預(yù)負荷的微型球軸承。配對微型球軸承的摩擦力矩是保證上述某些機構(gòu)精確、可靠工作的關(guān)鍵因素，因此，精確測試配對微型球軸承的摩擦力矩至關(guān)重要。將軸向緊固配對微型球軸承內(nèi)圈的方式自定義為背對背配對微型球軸承，所述配對是指兩套微型球軸承的結(jié)構(gòu)尺寸相同，所述背對背是指對兩套微型球軸承內(nèi)圈采用緊配合并對其內(nèi)圈的軸向端面施加有軸向載荷，該軸向載荷是一種軸向予負荷，背對背配對微型球軸承在其兩外圈旋轉(zhuǎn)工作時其兩內(nèi)圈保持相對靜止。目前軸承行業(yè)所使用的微型球軸承摩擦力矩測試儀只能用于單套微型球軸承摩擦力矩的測試，對背對背配對微型球軸承摩擦力矩的測試還無法直接使用微型球軸承摩擦力矩測試儀，需要通過一套輔助裝置的配合才能在微型球軸承摩擦力矩測試儀實現(xiàn)背對背配對微型球軸承摩擦力矩的測試。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種背對背配對微型球軸承施加軸向載荷下摩擦力矩測試方法，該方法借助一套輔助裝置并在微型球軸承摩擦力矩測試儀實現(xiàn)了背對背配對微型球軸承摩擦力矩的測試，測試結(jié)果準確可靠，方法簡單易行。為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案
一種背對背配對微型球軸承施加軸向載荷下摩擦力矩測試方法，該摩擦力矩測試方法將軸向緊固兩配對微型球軸承的內(nèi)圈的方式自定義為背對背配對微型球軸承，所述配對是指第一被測微型球軸承和第二被測微型球軸承的結(jié)構(gòu)尺寸相同，所述背對背是指對第一被測微型球軸承和第二被測微型球軸承的內(nèi)圈采用緊配合并對其內(nèi)圈的軸向端面施加有軸向載荷；該摩擦力矩測試方法借助了一套輔助裝置，輔助裝置與微型球軸承摩擦力矩測試儀中的光柵轉(zhuǎn)子和測試頭中心軸配合并借助微型球軸承摩擦力矩測試儀的其它部件完成背對背配對微型球軸承在施加軸向載荷下的摩擦力矩測試方法，該摩擦力矩包括啟動摩擦力矩和動態(tài)摩擦力矩。上述輔助裝置由預(yù)緊螺栓、加載環(huán)和支撐軸構(gòu)成，其中加載環(huán)帶有兩階梯狀內(nèi)孔且外形呈圓錐體，所述兩階梯狀內(nèi)孔的最大內(nèi)徑孔處于所述圓錐體的大端面，所述兩階梯狀內(nèi)孔的最小內(nèi)徑孔處于所述圓錐體的小端面，所述最大內(nèi)徑孔的內(nèi)徑等于第一被測微型球軸承或是第二被測微型球軸承外圈的外徑，所述最大內(nèi)徑孔的軸向長度等于第一被測微型球軸承的寬度加上第二被測微型球軸承的寬度，所述最小內(nèi)徑孔的內(nèi)徑 < 第一被測微型球軸承或是第二被測微型球軸承外圈的內(nèi)徑，加載環(huán)外形呈圓錐體的外錐度與微型球軸承摩擦力矩測試儀中光柵轉(zhuǎn)子的內(nèi)錐度相配合；預(yù)緊螺栓帶有內(nèi)螺紋孔且外形呈T型結(jié)構(gòu)， 在所述T型結(jié)構(gòu)的大端上部設(shè)置有兩個對稱盲孔，在所述T型結(jié)構(gòu)的小端是具有兩個外徑不等的大圓柱體和小圓柱體，所述大圓柱體的外徑小于加載環(huán)所述最小內(nèi)徑孔的內(nèi)徑，所述小圓柱體的外徑<第一被測微型球軸承或是第二被測微型球軸承內(nèi)圈的外徑，預(yù)緊螺栓的所述內(nèi)螺紋孔為通孔，所述內(nèi)螺紋孔的公稱內(nèi)徑<第一被測微型球軸承或是第二被測微型球軸承內(nèi)圈的內(nèi)徑；支撐軸呈凸狀并分為上段和下段，支撐軸所述上段由支撐段、配合段和螺紋段構(gòu)成，所述支撐段的外徑等于第一被測微型球軸承或是第二被測微型球軸承內(nèi)圈的外徑，所述配合段的外徑等于第一被測微型球軸承或是第二被測微型球軸承內(nèi)圈的內(nèi)徑，所述配合段的軸向長度小于第一被測微型球軸承的寬度加上第二被測微型球軸承的寬度，所述螺紋段的公稱外徑等于預(yù)緊螺栓所述內(nèi)螺紋孔的公稱內(nèi)徑，支撐軸所述下段的底面車制有沉頭內(nèi)孔，所述沉頭內(nèi)孔的內(nèi)徑等于微型球軸承摩擦力矩測試儀中測試頭中心軸輸出軸頭的外徑。先將結(jié)構(gòu)尺寸相等的第一被測微型球軸承和第二被測微型球軸承依次裝入加載環(huán)所述最大內(nèi)徑孔內(nèi)，其中第一被測微型球軸承外圈的軸向一端面緊靠在所述最小內(nèi)徑孔端面，將支撐軸所述配合段穿在第一被測微型球軸承和第二被測微型球軸承的內(nèi)圈內(nèi)，并讓支撐軸所述支撐段緊靠第二被測微型球軸承內(nèi)圈的軸向一端面，在支撐軸所述螺紋段旋接上預(yù)緊螺栓，通過預(yù)緊螺栓上所述兩個對稱盲孔內(nèi)所插入的力矩扳手對第一被測微型球軸承和第二被測微型球軸承施加軸向載荷，該軸向載荷又稱為軸向預(yù)負荷，所述軸向預(yù)負荷的大小控制在微型球軸承的理論值內(nèi)，所述軸向預(yù)載荷通過預(yù)緊螺栓所述小圓柱體傳遞給第一被測微型球軸承的內(nèi)圈和第二被測微型球軸承的內(nèi)圈，所述軸向預(yù)載荷實現(xiàn)軸向緊固兩配對微型球軸承的內(nèi)圈；然后將配裝好的支承軸通過所述沉頭內(nèi)孔緊配合在測試頭中心軸輸出軸頭上，然后將光柵轉(zhuǎn)子扣在加載環(huán)圓錐體上，此時預(yù)緊螺栓、加載環(huán)和光柵轉(zhuǎn)子的總重量形成摩擦力矩測試時第一被測微型球軸承和第二被測微型球軸承的軸向力，該軸向力的大小在預(yù)緊螺栓和光柵轉(zhuǎn)子重量不變時通過調(diào)整加載環(huán)的高度尺寸來控制，由于光柵轉(zhuǎn)子和測試頭中心軸之間配置有光電傳感器，根據(jù)測試頭中心軸不同轉(zhuǎn)速或不同旋轉(zhuǎn)方向，能夠從微型球軸承摩擦力矩測試儀上讀出在所述軸向力時的啟動摩擦力矩值或是動態(tài)摩擦力矩值。由于采用如上所述技術(shù)方案，本發(fā)明具有如下積極效果
1、本發(fā)明通過輔助裝置的配置，解決了現(xiàn)有微型球軸承摩擦力矩測試儀不能測試背對背配對微型球軸承摩擦力矩的難題。2、本發(fā)明通過輔助裝置可以對背對背配對微型球軸承施加軸向予負荷，然后通過微型球軸承摩擦力矩測試儀測試出背對背配對微型球軸承的啟動摩擦力矩或是動態(tài)摩擦力矩。3、本發(fā)明的摩擦力矩測試方法，其方法正確可行，結(jié)果可靠，簡單易行。4、根據(jù)本發(fā)明的方法，可以在各種微型球軸承摩擦力矩測試儀上展開并用于背對背配對微型球軸承的摩擦力矩測試。5、本發(fā)明的摩擦力矩測試方法具有實際應(yīng)用效果。


圖1是本發(fā)明摩擦力矩測試方法的裝配示意圖。圖1中1 一預(yù)緊螺栓；2—加載環(huán)；3—第一被測微型球軸承；4一第二被測微型球軸承；5—光柵轉(zhuǎn)子；6—支撐軸；7—測試頭中心軸。
具體實施例方式結(jié)合圖1，本發(fā)明是一種背對背配對微型球軸承施加軸向載荷的摩擦力矩測試方法，該摩擦力矩測試方法將軸向緊固兩配對微型球軸承的內(nèi)圈的方式自定義為背對背配對微型球軸承，所述配對是指第一被測微型球軸承3和第二被測微型球軸承4的結(jié)構(gòu)尺寸相同，比如第一被測微型球軸承3和第二被測微型球軸承4的型號為628/5，外形尺寸為 Φ 5mmX Φ IlmmX 4mm。所述背對背是指對第一被測微型球軸承3和第二被測微型球軸承4 的內(nèi)圈采用緊配合并對其內(nèi)圈的軸向端面施加有軸向載荷。一般而言，微型球軸承由外圈、內(nèi)圈、滾動球和保持架構(gòu)成，外圈或是內(nèi)圈都具有外徑和內(nèi)徑。本發(fā)明的摩擦力矩測試方法借助了一套輔助裝置，輔助裝置與微型球軸承摩擦力矩測試儀中的光柵轉(zhuǎn)子5和測試頭中心軸7配合，并借助微型球軸承摩擦力矩測試儀的其它部件(如光電傳感器等)，完成背對背配對微型球軸承在施加軸向載荷下的摩擦力矩測試方法，該摩擦力矩包括啟動摩擦力矩和動態(tài)摩擦力矩。目前使用YZC型微型球軸承摩擦力矩測量儀，該測量儀的測量范圍是軸承內(nèi)徑0. 5 20mm、軸承外徑5 33mm、軸承高度2 IOmm0本發(fā)明的輔助裝置由預(yù)緊螺栓1、加載環(huán)2和支撐軸6構(gòu)成。上述加載環(huán)2帶有兩階梯狀內(nèi)孔且外形呈圓錐體，所述兩階梯狀內(nèi)孔的最大內(nèi)徑孔處于所述圓錐體的大端面，所述兩階梯狀內(nèi)孔的最小內(nèi)徑孔處于所述圓錐體的小端面， 所述最大內(nèi)徑孔的內(nèi)徑等于第一被測微型球軸承3或是第二被測微型球軸承4外圈的外徑，所述最大內(nèi)徑孔的軸向長度等于第一被測微型球軸承3的寬度加上第二被測微型球軸承4的寬度，所述最小內(nèi)徑孔的內(nèi)徑<第一被測微型球軸承3或是第二被測微型球軸承4 外圈的內(nèi)徑，加載環(huán)2外形呈圓錐體的外錐度與微型球軸承摩擦力矩測試儀中光柵轉(zhuǎn)子5 的內(nèi)錐度相配合。比如型號為6觀/5的微型球軸承所使用的加載環(huán)基本結(jié)構(gòu)尺寸是加載環(huán)的軸向總高度為9mm，加載環(huán)所述最大內(nèi)徑孔的內(nèi)徑為ΦΙΙπιπι，加載環(huán)所述最大內(nèi)徑孔的軸向長度等于8. 0mm，加載環(huán)所述最小內(nèi)徑孔的內(nèi)徑< Φ9. 6mm，加載環(huán)所使用的材料為 LY12。上述預(yù)緊螺栓1帶有內(nèi)螺紋孔且外形呈T型結(jié)構(gòu)，所述T型結(jié)構(gòu)的大端上部設(shè)置有兩個對稱盲孔用于安裝力矩扳手，所述T型結(jié)構(gòu)的小端是具有兩外徑不等的大圓柱體和小圓柱體，所述大圓柱體的外徑小于加載環(huán)所述最小內(nèi)徑孔的內(nèi)徑Φ9. 6mm,小圓柱體的外徑<第一被測微型球軸承3或是第二被測微型球軸承4內(nèi)圈的外徑，預(yù)緊螺栓1的所述內(nèi)螺紋孔為通孔，所述內(nèi)螺紋孔的公稱內(nèi)徑<第一被測微型球軸承3或是第二被測微型球軸承4內(nèi)圈的內(nèi)徑Φ5mm。上述支撐軸6呈凸狀并分為上段和下段，支撐軸6所述上段由支撐段、配合段和螺紋段構(gòu)成，所述支撐段的外徑等于第一被測微型球軸承或是第二被測微型球軸承內(nèi)圈的外徑，所述配合段的外徑等于第一被測微型球軸承或是第二被測微型球軸承內(nèi)圈的內(nèi)徑 Φ5πιπι，所述配合段的軸向長度<第一被測微型球軸承的寬度加上第二被測微型球軸承的寬度< 8 mm，所述螺紋段的公稱外徑等于預(yù)緊螺栓所述內(nèi)螺紋孔的公稱內(nèi)徑Μ5，支撐軸所述下段的底面車制有沉頭內(nèi)孔，所述沉頭內(nèi)孔的內(nèi)徑等于微型球軸承摩擦力矩測試儀中測試頭中心軸7輸出軸頭的外徑。先將結(jié)構(gòu)尺寸相等的第一被測微型球軸承3和第二被測微型球軸承4依次裝入加載環(huán)2所述最大內(nèi)徑孔內(nèi)，其中第一被測微型球軸承3外圈的軸向一端面緊靠在所述最小內(nèi)徑孔端面，將支撐軸6所述配合段穿在第一被測微型球軸承3和第二被測微型球軸承4 的內(nèi)圈內(nèi)，并讓支撐軸6所述支撐段緊靠第二被測微型球軸承4內(nèi)圈的軸向一端面，在支撐軸6所述螺紋段旋接上預(yù)緊螺栓1，通過預(yù)緊螺栓1上所述兩個對稱盲孔內(nèi)所插入的力矩扳手對第一被測微型球軸承3和第二被測微型球軸承4施加軸向載荷，該軸向載荷又稱為軸向預(yù)負荷，所述軸向預(yù)負荷的大小控制在微型球軸承的理論值內(nèi)，所述軸向預(yù)載荷通過預(yù)緊螺栓所述小圓柱體傳遞給第一被測微型球軸承的內(nèi)圈和第二被測微型球軸承的內(nèi)圈，所述軸向預(yù)載荷實現(xiàn)軸向緊固兩配對微型球軸承的內(nèi)圈。.
然后將配裝好的支承軸6通過所述沉頭內(nèi)孔緊配合在測試頭中心軸7輸出軸頭上，然后將光柵轉(zhuǎn)子5扣在加載環(huán)2圓錐體上，此時預(yù)緊螺栓1、加載環(huán)2和光柵轉(zhuǎn)子5的總重量形成摩擦力矩測試時第一被測微型球軸承3和第二被測微型球軸承4的軸向力，該軸向力的大小在預(yù)緊螺栓1和光柵轉(zhuǎn)子5重量不變時通過調(diào)整加載環(huán)2的高度尺寸來控制，由于光柵轉(zhuǎn)子5和測試頭中心軸7之間配置有光電傳感器，根據(jù)測試頭中心軸7不同轉(zhuǎn)速或不同旋轉(zhuǎn)方向，能夠從微型球軸承摩擦力矩測試儀上讀出在所述軸向力時的啟動摩擦力矩值或是動態(tài)摩擦力矩值。綜上，本發(fā)明先將背對背配對微型球軸承即配對的第一被測微型球軸承3和第二被測微型球軸承4安裝在輔助裝置內(nèi)，通過預(yù)緊螺栓1對第一被測微型球軸承3和第二被測微型球軸承4的內(nèi)圈軸向端面施加軸向載荷，然后將裝配好的輔助裝置安裝在微型球軸承摩擦力矩測試儀上，此時預(yù)緊螺栓1、加載環(huán)2和光柵轉(zhuǎn)子5的總重量形成摩擦力矩測試時第一被測微型球軸承3和第二被測微型球軸承4的軸向力，在該軸向力作用下通過測試頭中心軸7不同轉(zhuǎn)速或不同旋轉(zhuǎn)方向測出面對面配對微型球軸承的啟動摩擦力矩或是動態(tài)摩擦力矩。因此從以上綜述可以看出軸向載荷與軸向力是兩個不同的概念，本發(fā)明既施加有軸向載荷，又有總重量形成的軸向力，故而將本發(fā)明簡稱為背對背配對微型球軸承施加軸向載荷下摩擦力矩測試方法。表1是背對背配對微型球軸承施加軸向預(yù)負荷后且在1.5N的軸向力
權(quán)利要求
1. 一種背對背配對微型球軸承施加軸向載荷下摩擦力矩測試方法，該摩擦力矩測試方法將軸向緊固兩配對微型球軸承的內(nèi)圈的方式自定義為背對背配對微型球軸承，所述配對是指第一被測微型球軸承( 和第二被測微型球軸承的結(jié)構(gòu)尺寸相同，所述背對背是指對第一被測微型球軸承C3)和第二被測微型球軸承(4)的內(nèi)圈采用緊配合并對其內(nèi)圈的軸向端面施加有軸向載荷；該摩擦力矩測試方法借助了一套輔助裝置，輔助裝置與微型球軸承摩擦力矩測試儀中的光柵轉(zhuǎn)子( 和測試頭中心軸(7)配合并借助微型球軸承摩擦力矩測試儀的其它部件完成背對背配對微型球軸承在施加軸向載荷下的摩擦力矩測試方法， 該摩擦力矩包括啟動摩擦力矩和動態(tài)摩擦力矩，其特征是上述輔助裝置由預(yù)緊螺栓(1)、加載環(huán)( 和支撐軸(6)構(gòu)成，其中加載環(huán)( 帶有兩階梯狀內(nèi)孔且外形呈圓錐體，所述兩階梯狀內(nèi)孔的最大內(nèi)徑孔處于所述圓錐體的大端面， 所述兩階梯狀內(nèi)孔的最小內(nèi)徑孔處于所述圓錐體的小端面，所述最大內(nèi)徑孔的內(nèi)徑等于第一被測微型球軸承C3)或是第二被測微型球軸承(4)外圈的外徑，所述最大內(nèi)徑孔的軸向長度等于第一被測微型球軸承(3)的寬度加上第二被測微型球軸承的寬度，所述最小內(nèi)徑孔的內(nèi)徑<第一被測微型球軸承C3)或是第二被測微型球軸承(4)外圈的內(nèi)徑，加載環(huán)⑵外形呈圓錐體的外錐度與微型球軸承摩擦力矩測試儀中光柵轉(zhuǎn)子(5)的內(nèi)錐度相配合；預(yù)緊螺栓(1)帶有內(nèi)螺紋孔且外形呈T型結(jié)構(gòu)，在所述T型結(jié)構(gòu)的大端上部設(shè)置有兩個對稱盲孔，在所述T型結(jié)構(gòu)的小端是具有兩個外徑不等的大圓柱體和小圓柱體，所述大圓柱體的外徑小于加載環(huán)(2)所述最小內(nèi)徑孔的內(nèi)徑，所述小圓柱體的外徑《第一被測微型球軸承C3)或是第二被測微型球軸承內(nèi)圈的外徑，預(yù)緊螺栓(1)的所述內(nèi)螺紋孔為通孔，所述內(nèi)螺紋孔的公稱內(nèi)徑<第一被測微型球軸承C3)或是第二被測微型球軸承(4) 內(nèi)圈的內(nèi)徑；支撐軸(6)呈凸狀并分為上段和下段，支撐軸(6)所述上段由支撐段、配合段和螺紋段構(gòu)成，所述支撐段的外徑等于第一被測微型球軸承( 或是第二被測微型球軸承(4)內(nèi)圈的外徑，所述配合段的外徑等于第一被測微型球軸承C3)或是第二被測微型球軸承內(nèi)圈的內(nèi)徑，所述配合段的軸向長度小于第一被測微型球軸承(3)的寬度加上第二被測微型球軸承的寬度，所述螺紋段的公稱外徑等于預(yù)緊螺栓所述內(nèi)螺紋孔的公稱內(nèi)徑，支撐軸(6)所述下段的底面車制有沉頭內(nèi)孔，所述沉頭內(nèi)孔的內(nèi)徑等于微型球軸承摩擦力矩測試儀中測試頭中心軸(7)輸出軸頭的外徑；先將結(jié)構(gòu)尺寸相等的第一被測微型球軸承( 和第二被測微型球軸承(4)依次裝入加載環(huán)( 所述最大內(nèi)徑孔內(nèi)，其中第一被測微型球軸承C3)外圈的軸向一端面緊靠在所述最小內(nèi)徑孔端面，將支撐軸(6)所述配合段穿在第一被測微型球軸承( 和第二被測微型球軸承的內(nèi)圈內(nèi)，并讓支撐軸(6)所述支撐段緊靠第二被測微型球軸承內(nèi)圈的軸向一端面，在支撐軸(6)所述螺紋段旋接上預(yù)緊螺栓(1)，通過預(yù)緊螺栓(1)上所述兩個對稱盲孔內(nèi)所插入的力矩扳手對第一被測微型球軸承( 和第二被測微型球軸承(4)施加軸向載荷，該軸向載荷又稱為軸向預(yù)負荷，所述軸向預(yù)負荷的大小控制在微型球軸承的理論值內(nèi)，所述軸向預(yù)載荷通過預(yù)緊螺栓所述小圓柱體傳遞給第一被測微型球軸承(3)的內(nèi)圈和第二被測微型球軸承的內(nèi)圈，所述軸向預(yù)載荷實現(xiàn)軸向緊固兩配對微型球軸承的內(nèi)圈；然后將配裝好的支承軸(6)通過所述沉頭內(nèi)孔緊配合在測試頭中心軸(7)輸出軸頭上， 然后將光柵轉(zhuǎn)子( 扣在加載環(huán)O)圓錐體上，此時預(yù)緊螺栓(1)、加載環(huán)( 和光柵轉(zhuǎn)子(5)的總重量形成摩擦力矩測試時第一被測微型球軸承( 和第二被測微型球軸承的軸向力，該軸向力的大小在預(yù)緊螺栓(1)和光柵轉(zhuǎn)子( 重量不變時通過調(diào)整加載環(huán)(2) 的高度尺寸來控制，由于光柵轉(zhuǎn)子( 和測試頭中心軸(7)之間配置有光電傳感器，根據(jù)測試頭中心軸不同轉(zhuǎn)速或不同旋轉(zhuǎn)方向，能夠從微型球軸承摩擦力矩測試儀上讀出在所述軸向力時的啟動摩擦力矩值或是動態(tài)摩擦力矩值。
全文摘要
一種背對背配對微型球軸承施加軸向載荷下摩擦力矩測試方法，包括輔助裝置的預(yù)緊螺栓(1)、加載環(huán)(2)和支撐軸(6)，將配對的第一被測微型球軸承(3)和第二被測微型球軸承(4)安裝在輔助裝置內(nèi)，通過預(yù)緊螺栓對其內(nèi)圈軸向端面施加軸向載荷，然后將裝配好的輔助裝置安裝在微型球軸承摩擦力矩測試儀上，此時預(yù)緊螺栓、加載環(huán)和光柵轉(zhuǎn)子(5)的總重量形成摩擦力矩測試時第一被測微型球軸承和第二被測微型球軸承的軸向力，在該軸向力作用下通過測試頭中心軸(7)不同轉(zhuǎn)速或不同旋轉(zhuǎn)方向測出背對背配對微型球軸承的啟動摩擦力矩或是動態(tài)摩擦力矩。本發(fā)明的方法正確可行，結(jié)果可靠，簡單易行，具有實際應(yīng)用效果。
文檔編號G01L3/00GK102410898SQ20111023043
公開日2012年4月11日 申請日期2011年8月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月12日
發(fā)明者周詠, 孫北奇, 徐俊, 程俊景, 葛世東, 謝鵬飛, 郭金芳, 靳國棟 申請人:洛陽軸研科技股份有限公司