測量靜壓軸承等液壓裝置摩擦力矩方法
【專利摘要】本發(fā)明的目的是公開一種測量靜壓軸承等液壓裝置摩擦力矩方法，本發(fā)明為高靈敏度的用于測量靜壓軸承裝置的工作狀態(tài)的摩擦力矩大小的方法，一般對于較大的摩擦力的測量較為簡單，但是對于像靜壓軸承等高靈敏度的較小的摩擦力的測量較為困難。而本發(fā)明即可滿該種設(shè)備的測量需。本發(fā)明利用簡單的方法做到對高精度設(shè)計的精確測量，做到對性能的準(zhǔn)確評估，提高了工作效率。通過在實際工作中的一段時間的應(yīng)用獲得了大量的測試數(shù)據(jù)，很客觀的反映了靜壓裝置的性能，并與以往的經(jīng)驗感知法相對比效果很明顯。
【專利說明】
測量靜壓軸承等液壓裝置摩擦力矩方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明是一種靈敏度較高的用于測量靜壓軸承等液壓裝置摩擦力矩方法。
【背景技術(shù)】
[0002]靜壓軸承由外部的潤滑油栗提供壓力油來形成壓力油膜，以承受載荷，其啟動和運轉(zhuǎn)期間摩擦副均被壓力油膜隔開，滑動阻力僅來自流體粘性，摩擦因數(shù)小、工作壽命長，穩(wěn)定性高。靜壓軸承適應(yīng)的工況范圍極廣，從載荷以克計的精密儀器到載荷達(dá)數(shù)千噸的重型設(shè)備都有采用靜壓軸承的。隨著近年靜壓軸承技術(shù)的大為提高，在高性能水力試驗臺上也大為應(yīng)用。但對相關(guān)靜壓裝置的靈敏度測試，高靈敏度的較小的摩擦力的測量較為困難，以往都只能去靠有經(jīng)驗的人去試驗，存在著很多不確定因素比如人員差異、感情因素等去感性的判斷。沒有定量的判斷其靈活性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是公開一種高靈敏度的用于測量靜壓軸承裝置的工作狀態(tài)的摩擦力矩大小的方法。一般對于較大的摩擦力的測量較為簡單，但是對于像靜壓軸承等高靈敏度的較小的摩擦力的測量較為困難。而本發(fā)明即可滿該種設(shè)備的測量需要。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案具體如下:
[0005]—種測量靜壓軸承等液壓裝置摩擦力矩方法，包括如下步驟:
[0006]包括如下步驟:
[0007]I)靜壓軸承(I)放置到試驗平臺上并調(diào)平；
[0008]2)調(diào)整架(5)把合在靜壓軸承(I)上，并將測量架(2)放置在調(diào)整架(5)上；
[0009]3)拉力線(3)固定在靜壓軸承(I)的測力臂上并測出力臂的長度L，單位:毫米；
[0010]4)調(diào)整調(diào)整架的高度與水平，要求測量架(2)的兩個滑輪均與拉力線(3)均相切；[0011 ] 5)撥動兩組滑輪使其轉(zhuǎn)動，若滑輪帶動軸承與旋轉(zhuǎn)針一起轉(zhuǎn)動，則可認(rèn)識可以進(jìn)行摩擦力測量，若滑輪帶動軸承轉(zhuǎn)動，而旋轉(zhuǎn)針不轉(zhuǎn)動則認(rèn)為需要對測量架進(jìn)行調(diào)整，直至同步轉(zhuǎn)動；
[0012]6)拉力線(3)依次放在兩組滑輪的的滑輪槽中后一頭垂下；
[0013]7)砝碼(4)掛在拉力線上，從小到大更換不同重量的砝碼(4)的直至靜壓軸承力臂發(fā)動轉(zhuǎn)動即可，記錄下砝碼重量m，單位:克，記錄力臂長度L;摩擦力距Mmax與砝碼重量m和力臂長度L的關(guān)系式如下式:
[0014]Mmax = Fmax* L
[0015]式中:
[0016]Mmax是力Fmax對轉(zhuǎn)動軸L的力矩
[0017]L是力臂的長度單位:毫米
[0018]根據(jù):
[0019]G=Fmax+F
[0020]Fmax=G-F
[0021]G=mg為測量法碼的重力
[0022]m是砝碼的質(zhì)量單位:克
[0023]g取當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葐挝?牛/千克
[0024]F為系統(tǒng)的摩擦力，但因為本發(fā)明已采用單點接觸法，將摩擦力減小為最小，此力可以忽略為零；
[0025]Fmax=mg
[0026]Mmax=mg* 1/1000000
[0027]單位:在國際單位制中，力矩單位是牛頓*米，簡稱:牛*米，符號:N*m
[0028]8)通過從小到大改變不同質(zhì)量m砝碼進(jìn)行η次測量，每次測量前均要進(jìn)行靈活度檢查，滿足試驗要求的數(shù)據(jù)才能用于摩擦力矩計算并得到不同，為了減小由人為因素引起的偶然誤差的，所以為達(dá)此目的，應(yīng)該是將多次直接測量的計算得到的摩擦力矩取平均值才能達(dá)到減小偶然誤差的目的，最終得到置信度較高的摩擦力矩；
[0029]M平均= (Mmax I+Mmax 2+Mmax 3+...Mmax n)/n0
[0030]技術(shù)效果:
[0031]本發(fā)明填補了對于測量靜壓軸承等液壓裝置摩擦力矩方法的空白。因為靜壓軸承裝置等裝置很難較高精度的對其摩擦力進(jìn)行測量，因為常規(guī)的測量方法靈敏度太低，測量裝置系統(tǒng)產(chǎn)生的摩擦力較大以往而對于像靜壓軸承等高靈敏度的較小的摩擦力的測量較為困難，只能靠有經(jīng)驗的人員去感覺。而在本發(fā)明中為了盡可能的減小系統(tǒng)產(chǎn)生的摩擦力利用了“磁懸浮技術(shù)”。永磁懸浮技術(shù)已在國防，交通方面得到了極大應(yīng)用。它是運用磁鐵“同性相斥，異性相吸”的性質(zhì)，使磁鐵具有抗拒地心引力的能力，即“磁性懸浮”，并保持在可懸浮狀態(tài)。永磁懸浮高度是工作在某區(qū)間近似彈簧受力狀態(tài)的一種自由穩(wěn)定懸浮。實現(xiàn)零磨擦運行，機械能損失接近零。永磁懸浮應(yīng)用在交通方面關(guān)鍵優(yōu)點是節(jié)能，它阻力系數(shù)約為滾動阻力的1/10，在100km/h運行速度內(nèi)與汽車能耗比為1:10。本發(fā)明為了最大限度的減小系統(tǒng)本身的摩擦力而也利用了該項技術(shù)，
[0032]本發(fā)明是將摩擦力矩轉(zhuǎn)換成測量重力力矩的方法進(jìn)行測量。，并盡可能的防止因測量系統(tǒng)自身所產(chǎn)生的摩擦力。測量架是在力的方向轉(zhuǎn)變中起重要作用的部件。測量架的旋轉(zhuǎn)針在兩塊圓形磁鐵間的磁力作用下保證與磁鐵單點接觸并保持旋轉(zhuǎn)針?biāo)降拇艖腋〖夹g(shù)而盡可能的減小了系統(tǒng)引起的摩擦力，而且旋轉(zhuǎn)針與滑輪之前通過一個摩擦力較小的尼龍軸承連接有效避免了磁力干擾還可以做為對測量架能否正常測力的檢測，如用手指輕輕撥動滑輪，若滑輪與旋轉(zhuǎn)針同步轉(zhuǎn)動即可認(rèn)定可以進(jìn)行測量，若滑輪在慣性作用下旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)針不轉(zhuǎn)則測量無效。并且通過改變測車臂的長短來驗證測量的波動情況的波動情況。
[0033]本發(fā)明利用簡單的方法做到對高精度設(shè)計的精確測量，做到對性能的準(zhǔn)確評估，提高了工作效率。通過在實際工作中的一段時間的應(yīng)用獲得了大量的測試數(shù)據(jù)，很客觀的反映了靜壓裝置的性能，并與以往的經(jīng)驗感知法相對比效果很明顯。
【附圖說明】
:
[0034]圖1本發(fā)明的摩擦力測量裝置結(jié)構(gòu)圖
[0035]圖2本發(fā)明的測量架結(jié)構(gòu)圖
[0036]圖3本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)針圖
[0037]圖4多次測量摩擦力矩數(shù)據(jù)表
【具體實施方式】
:
[0038]如圖2所示，測量架結(jié)構(gòu)部件測量架包括以部件:釹磁鐵5位于支臂6上，把合螺釘10將立臂8安裝固定在底座11上，前拉桿7兩端與支臂6固定連接，后拉桿9兩端與立臂8固定連接。
[0039]包括如下步驟:
[0040]I)靜壓軸承I放置到試驗平臺上并調(diào)平；
[0041]2)如圖1所示，調(diào)整架5把合在靜壓軸承I上，并將測量架2放置在調(diào)整架5上；
[0042]3)拉力線3固定在靜壓軸承I的測力臂上并測出力臂的長度L，單位:毫米；
[0043]4)調(diào)整調(diào)整架的高度與水平，要求測量架2的兩個滑輪均與拉力線3均相切；
[0044]5)撥動兩組滑輪使其轉(zhuǎn)動，若滑輪帶動軸承與旋轉(zhuǎn)針一起轉(zhuǎn)動，則可認(rèn)識可以進(jìn)行摩擦力測量，若滑輪帶動軸承轉(zhuǎn)動，而旋轉(zhuǎn)針不轉(zhuǎn)動則認(rèn)為需要對測量架進(jìn)行調(diào)整，直至同步轉(zhuǎn)動；
[0045]6)如圖2所示，拉力線3依次放在兩組滑輪的的滑輪槽中后一頭垂下；
[0046]7)砝碼4掛在拉力線上，從小到大更換不同重量的砝碼4的直至靜壓軸承力臂發(fā)動轉(zhuǎn)動即可，記錄下砝碼重量m，單位:克，記錄力臂長度L;摩擦力距Mmax與砝碼重量m和力臂長度L的關(guān)系式如下式:
[0047]Mmax = Fmax* L
[0048]式中:
[0049]Mmax是力FmaSi轉(zhuǎn)動軸L的力矩
[0050]L是力臂的長度單位:毫米
[0051]根據(jù):
[0052]G=Fmax+F
[0053]Fmax=G-F
[0054]G=mg為測量法碼的重力
[0055]m是砝碼的質(zhì)量單位:克
[0056]g取當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葐挝?牛/千克
[0057]F為系統(tǒng)的摩擦力，但因為本發(fā)明已采用單點接觸法，將摩擦力減小為最小，此力可以忽略為零；
[0058]Fmax=mg
[0059]Mmax=mg*l/1000000
[0060]單位:在國際單位制中，力矩單位是牛頓*米，簡稱:牛*米，符號:N*m
[0061]8)通過從小到大改變不同質(zhì)量m砝碼進(jìn)行η次測量，每次測量前均要進(jìn)行靈活度檢查，滿足試驗要求的數(shù)據(jù)才能用于摩擦力矩計算并得到不同，為了減小由人為因素引起的偶然誤差的，所以為達(dá)此目的，應(yīng)該是將多次直接測量的計算得到的摩擦力矩取平均值才能達(dá)到減小偶然誤差的目的，最終得到置信度較高的摩擦力矩；
[0062]M平均= (Mmax I+Mmax 2+Mmax 3+...Mmax n)/n0
[0063]本發(fā)明是一種靈敏度較高的用于測量靜壓軸承等液壓裝置摩擦力矩方法。具體操作步驟如下:
[0064]第一，先將靜壓軸承I放置到試驗平臺上并調(diào)平。
[0065]第二，將調(diào)整架5把合在靜壓軸承I上，并將測量架2放置在調(diào)整架5上。第三，把拉力線3固定在靜壓軸承I的測力臂上并測出力臂的長度L(單位:毫米)。
[0066]第四，調(diào)整調(diào)整架的高度與水平，要求測量架2的兩個滑輪均與拉力線3均相切。
[0067]第五，將用指輕輕撥動兩組滑輪使其轉(zhuǎn)動，若滑輪帶動軸承與旋轉(zhuǎn)針一起轉(zhuǎn)動，則可認(rèn)識可以進(jìn)行摩擦力測量。若滑輪帶動軸承轉(zhuǎn)動，而旋轉(zhuǎn)針不轉(zhuǎn)動則認(rèn)為需要對測量架進(jìn)行調(diào)整。直至同步轉(zhuǎn)動。
[0068]第六，將拉力線3依次放在兩組滑輪的的滑輪槽中后一頭垂下。
[0069]第七，將砝碼4輕輕的掛在拉力線上，并從小到大更換不同重量的砝碼4的直至靜壓軸承力臂發(fā)動轉(zhuǎn)動即可，并記錄下砝碼重量m(單位:克)及力臂長度L。
[0070]摩擦力距Mmax與砝碼重量m和力臂長度L的關(guān)系式如下式:
[0071]Mmax = Fmax* L
[0072]式中:
[0073]Mmax是力Fmax對轉(zhuǎn)動軸L的力矩
[0074]L是力臂的長度(單位:毫米)
[0075]根據(jù):
[0076]G = Fmax+F
[0077]Fmax = G-F
[0078]G=mg為測量法碼的重力
[0079Im是砝碼的質(zhì)量(單位:克)
[0080]g取當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?單位:牛/千克)
[0081]F為系統(tǒng)的摩擦力，但因為本發(fā)明已采用單點接觸法，將摩擦力減小為最小，此力可以忽略為零。
[0082]Fmax=mg
[0083]Mmax=mg*l/1000000
[0084]單位:在國際單位制中，力矩單位是牛頓*米，簡稱:牛*米，符號:N*m
[0085]通過從小到大改變不同質(zhì)量m砝碼進(jìn)行5次測量，每次測量前均要進(jìn)行靈活度檢查，滿足試驗要求的數(shù)據(jù)才能用于摩擦力矩計算并得到不同。為了減小由人為因素引起的偶然誤差的，所以為達(dá)此目的，應(yīng)該是將多次直接測量的計算得到的摩擦力矩取平均值才能達(dá)到減小偶然誤差的目的。最終得到置信度較高的摩擦力矩。
[0086]M^= (Mmax I+Mmax 2+Mmax 3+Mmax 4)/4
[0087]如圖3為重要部件螺旋針結(jié)構(gòu)示意圖。它的精度直接影響到測量的準(zhǔn)確性，旋轉(zhuǎn)針的材質(zhì)為有磁性的金屬加工而成。其兩端形狀為了減小摩擦力。
[0088]如圖4為例舉某個設(shè)備的測量結(jié)果。選用某一型號的設(shè)備進(jìn)行測試，并通過改變不同長度的力臂進(jìn)行了 4次測量，測量所得數(shù)據(jù)離散性可靠，除第4測量波大較大外其余3次測量平均值可做為判定該設(shè)備的性能指標(biāo)。
【主權(quán)項】
1.一種測量靜壓軸承等液壓裝置摩擦力矩方法，其特征是:包括如下步驟: 1)靜壓軸承(I)放置到試驗平臺上并調(diào)平； 2)調(diào)整架(5)把合在靜壓軸承(I)上，并將測量架(2)放置在調(diào)整架(5)上； 3)拉力線(3)固定在靜壓軸承(I)的測力臂上并測出力臂的長度L，單位:毫米； 4)調(diào)整調(diào)整架的高度與水平，要求測量架(2)的兩個滑輪均與拉力線(3)均相切； 5)撥動兩組滑輪使其轉(zhuǎn)動，若滑輪帶動軸承與旋轉(zhuǎn)針一起轉(zhuǎn)動，則可認(rèn)識可以進(jìn)行摩擦力測量，若滑輪帶動軸承轉(zhuǎn)動，而旋轉(zhuǎn)針不轉(zhuǎn)動則認(rèn)為需要對測量架進(jìn)行調(diào)整，直至同步轉(zhuǎn)動； 6)拉力線(3)依次放在兩組滑輪的的滑輪槽中后一頭垂下； 7)砝碼(4)掛在拉力線上，從小到大更換不同重量的砝碼(4)的直至靜壓軸承力臂發(fā)動轉(zhuǎn)動即可，記錄下砝碼重量m，單位:克，記錄力臂長度L;摩擦力距Mmax與砝碼重量m和力臂長度L的關(guān)系式如下式:Mmax = Fmax*L 式中: Mmax是力Fma^轉(zhuǎn)動軸L的力矩 L是力臂的長度單位:毫米 根據(jù): G = Fmax+F Fmax = G-F G=mg為測量法碼的重力 m是砝碼的質(zhì)量單位:克 g取當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葐挝?牛/千克 F為系統(tǒng)的摩擦力，但因為本發(fā)明已采用單點接觸法，將摩擦力減小為最小，此力可以忽略為零； Fmax=mg Mmax=mg*l/1000000 單位:在國際單位制中，力矩單位是牛頓*米，簡稱:牛*米，符號:N*m。
【文檔編號】G01L5/00GK106092405SQ201610393377
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年6月6日 公開號201610393377.7, CN 106092405 A, CN 106092405A, CN 201610393377, CN-A-106092405, CN106092405 A, CN106092405A, CN201610393377, CN201610393377.7
【發(fā)明人】蘇艷意, 王慶斌, 趙越, 宋昱元, 張美琴, 劉金陽, 高陽, 楊延鵬
【申請人】哈爾濱電機廠有限責(zé)任公司