CN106092405A - 测量静压轴承等液压装置摩擦力矩方法 - Google Patents

Abstract

本发明的目的是公开一种测量静压轴承等液压装置摩擦力矩方法，本发明为高灵敏度的用于测量静压轴承装置的工作状态的摩擦力矩大小的方法，一般对于较大的摩擦力的测量较为简单，但是对于像静压轴承等高灵敏度的较小的摩擦力的测量较为困难。而本发明即可满该种设备的测量需。本发明利用简单的方法做到对高精度设计的精确测量，做到对性能的准确评估，提高了工作效率。通过在实际工作中的一段时间的应用获得了大量的测试数据，很客观的反映了静压装置的性能，并与以往的经验感知法相对比效果很明显。

Description

测量静压轴承等液压装置摩擦力矩方法

技术领域

本发明是一种灵敏度较高的用于测量静压轴承等液压装置摩擦力矩方法。

背景技术

静压轴承由外部的润滑油泵提供压力油来形成压力油膜，以承受载荷，其启动和运转期间摩擦副均被压力油膜隔开，滑动阻力仅来自流体粘性，摩擦因数小、工作寿命长，稳定性高。静压轴承适应的工况范围极广，从载荷以克计的精密仪器到载荷达数千吨的重型设备都有采用静压轴承的。随着近年静压轴承技术的大为提高，在高性能水力试验台上也大为应用。但对相关静压装置的灵敏度测试，高灵敏度的较小的摩擦力的测量较为困难，以往都只能去靠有经验的人去试验，存在着很多不确定因素比如人员差异、感情因素等去感性的判断。没有定量的判断其灵活性能。

发明内容

本发明的目的是公开一种高灵敏度的用于测量静压轴承装置的工作状态的摩擦力矩大小的方法。一般对于较大的摩擦力的测量较为简单，但是对于像静压轴承等高灵敏度的较小的摩擦力的测量较为困难。而本发明即可满该种设备的测量需要。

本发明的技术方案具体如下：

一种测量静压轴承等液压装置摩擦力矩方法，包括如下步骤：

包括如下步骤：

1)静压轴承(1)放置到试验平台上并调平；

2)调整架(5)把合在静压轴承(1)上，并将测量架(2)放置在调整架(5)上；

3)拉力线(3)固定在静压轴承(1)的测力臂上并测出力臂的长度L，单位：毫米；

4)调整调整架的高度与水平，要求测量架(2)的两个滑轮均与拉力线(3)均相切；

5)拨动两组滑轮使其转动，若滑轮带动轴承与旋转针一起转动，则可认识可以进行摩擦力测量，若滑轮带动轴承转动，而旋转针不转动则认为需要对测量架进行调整，直至同步转动；

6)拉力线(3)依次放在两组滑轮的的滑轮槽中后一头垂下；

7)砝码(4)挂在拉力线上，从小到大更换不同重量的砝码(4)的直至静压轴承力臂发动转动即可，记录下砝码重量m，单位：克，记录力臂长度L；摩擦力距M_max与砝码重量m和力臂长度L的关系式如下式：

M_max＝F_max*L

式中：

M_max是力F_max对转动轴L的力矩

L是力臂的长度 单位：毫米

根据：

G＝Fmax+F

Fmax＝G-F

G＝mg为测量法码的重力

m是砝码的质量 单位：克

g取当地的重力加速度 单位：牛/千克

F为系统的摩擦力，但因为本发明已采用单点接触法，将摩擦力减小为最小，此力可以忽略为零；

Fmax＝mg

Mmax＝mg*l/1000000

单位：在国际单位制中，力矩单位是牛顿*米，简称：牛*米，符号:N*m

8)通过从小到大改变不同质量m砝码进行n次测量，每次测量前均要进行灵活度检查，满足试验要求的数据才能用于摩擦力矩计算并得到不同，为了减小由人为因素引起的偶然误差的，所以为达此目的，应该是将多次直接测量的计算得到的摩擦力矩取平均值才能达到减小偶然误差的目的，最终得到置信度较高的摩擦力矩；

M平均＝(Mmax 1+Mmax 2+Mmax 3+···Mmax n)/n。

技术效果：

本发明填补了对于测量静压轴承等液压装置摩擦力矩方法的空白。因为静压轴承装置等装置很难较高精度的对其摩擦力进行测量，因为常规的测量方法灵敏度太低，测量装置系统产生的摩擦力较大以往而对于像静压轴承等高灵敏度的较小的摩擦力的测量较为困难，只能靠有经验的人员去感觉。而在本发明中为了尽可能的减小系统产生的摩擦力利用了“磁悬浮技术”。永磁悬浮技术已在国防，交通方面得到了极大应用。它是运用磁铁“同性相斥，异性相吸”的性质，使磁铁具有抗拒地心引力的能力，即“磁性悬浮”，并保持在可悬浮状态。永磁悬浮高度是工作在某区间近似弹簧受力状态的一种自由稳定悬浮。实现零磨擦运行，机械能损失接近零。永磁悬浮应用在交通方面关键优点是节能，它阻力系数约为滚动阻力的1/10，在100km/h运行速度内与汽车能耗比为1：10。本发明为了最大限度的减小系统本身的摩擦力而也利用了该项技术，

本发明是将摩擦力矩转换成测量重力力矩的方法进行测量。，并尽可能的防止因测量系统自身所产生的摩擦力。测量架是在力的方向转变中起重要作用的部件。测量架的旋转针在两块圆形磁铁间的磁力作用下保证与磁铁单点接触并保持旋转针水平的磁悬浮技术而尽可能的减小了系统引起的摩擦力，而且旋转针与滑轮之前通过一个摩擦力较小的尼龙轴承连接有效避免了磁力干扰还可以做为对测量架能否正常测力的检测，如用手指轻轻拨动滑轮，若滑轮与旋转针同步转动即可认定可以进行测量，若滑轮在惯性作用下旋转而旋转针不转则测量无效。并且通过改变测车臂的长短来验证测量的波动情况的波动情况。

本发明利用简单的方法做到对高精度设计的精确测量，做到对性能的准确评估，提高了工作效率。通过在实际工作中的一段时间的应用获得了大量的测试数据，很客观的反映了静压装置的性能，并与以往的经验感知法相对比效果很明显。

附图说明：

图1本发明的摩擦力测量装置结构图

图2本发明的测量架结构图

图3本发明的旋转针图

图4多次测量摩擦力矩数据表

具体实施方式：

如图2所示，测量架结构部件测量架包括以部件：钕磁铁5位于支臂6上，把合螺钉10将立臂8安装固定在底座11上，前拉杆7两端与支臂6固定连接，后拉杆9两端与立臂8固定连接。

包括如下步骤：

1)静压轴承1放置到试验平台上并调平；

2)如图1所示，调整架5把合在静压轴承1上，并将测量架2放置在调整架5上；

3)拉力线3固定在静压轴承1的测力臂上并测出力臂的长度L，单位：毫米；

4)调整调整架的高度与水平，要求测量架2的两个滑轮均与拉力线3均相切；

5)拨动两组滑轮使其转动，若滑轮带动轴承与旋转针一起转动，则可认识可以进行摩擦力测量，若滑轮带动轴承转动，而旋转针不转动则认为需要对测量架进行调整，直至同步转动；

6)如图2所示，拉力线3依次放在两组滑轮的的滑轮槽中后一头垂下；

7)砝码4挂在拉力线上，从小到大更换不同重量的砝码4的直至静压轴承力臂发动转动即可，记录下砝码重量m，单位：克，记录力臂长度L；摩擦力距M_max与砝码重量m和力臂长度L的关系式如下式：

M_max＝F_max*L

式中：

M_max是力F_max对转动轴L的力矩

L是力臂的长度 单位：毫米

根据：

G＝Fmax+F

Fmax＝G-F

G＝mg为测量法码的重力

m是砝码的质量 单位：克

g取当地的重力加速度 单位：牛/千克

F为系统的摩擦力，但因为本发明已采用单点接触法，将摩擦力减小为最小，此力可以忽略为零；

Fmax＝mg

Mmax＝mg*l/1000000

单位：在国际单位制中，力矩单位是牛顿*米，简称：牛*米，符号:N*m

8)通过从小到大改变不同质量m砝码进行n次测量，每次测量前均要进行灵活度检查，满足试验要求的数据才能用于摩擦力矩计算并得到不同，为了减小由人为因素引起的偶然误差的，所以为达此目的，应该是将多次直接测量的计算得到的摩擦力矩取平均值才能达到减小偶然误差的目的，最终得到置信度较高的摩擦力矩；

M平均＝(Mmax 1+Mmax 2+Mmax 3+···Mmax n)/n。

本发明是一种灵敏度较高的用于测量静压轴承等液压装置摩擦力矩方法。具体操作步骤如下：

第一，先将静压轴承1放置到试验平台上并调平。

第二，将调整架5把合在静压轴承1上，并将测量架2放置在调整架5上。第三，把拉力线3固定在静压轴承1的测力臂上并测出力臂的长度L(单位：毫米)。

第四，调整调整架的高度与水平，要求测量架2的两个滑轮均与拉力线3均相切。

第五，将用指轻轻拨动两组滑轮使其转动，若滑轮带动轴承与旋转针一起转动，则可认识可以进行摩擦力测量。若滑轮带动轴承转动，而旋转针不转动则认为需要对测量架进行调整。直至同步转动。

第六，将拉力线3依次放在两组滑轮的的滑轮槽中后一头垂下。

第七，将砝码4轻轻的挂在拉力线上，并从小到大更换不同重量的砝码4的直至静压轴承力臂发动转动即可，并记录下砝码重量m(单位：克)及力臂长度L。

摩擦力距M_max与砝码重量m和力臂长度L的关系式如下式：

M_max＝F_max*L

式中：

M_max是力F_max对转动轴L的力矩

L是力臂的长度(单位：毫米)

根据：

G＝F_max+F

F_max＝G-F

G＝mg为测量法码的重力

m是砝码的质量(单位：克)

g取当地的重力加速度(单位：牛/千克)

F为系统的摩擦力，但因为本发明已采用单点接触法，将摩擦力减小为最小，此力可以忽略为零。

F_max＝mg

M_max＝mg*l/1000000

单位：在国际单位制中，力矩单位是牛顿*米，简称：牛*米，符号:N*m

通过从小到大改变不同质量m砝码进行5次测量，每次测量前均要进行灵活度检查，满足试验要求的数据才能用于摩擦力矩计算并得到不同。为了减小由人为因素引起的偶然误差的，所以为达此目的，应该是将多次直接测量的计算得到的摩擦力矩取平均值才能达到减小偶然误差的目的。最终得到置信度较高的摩擦力矩。

M_平均＝(M_{max 1}+M_{max 2}+M_{max 3}+M_{max 4})/4

如图3为重要部件螺旋针结构示意图。它的精度直接影响到测量的准确性，旋转针的材质为有磁性的金属加工而成。其两端形状为了减小摩擦力。

如图4为例举某个设备的测量结果。选用某一型号的设备进行测试，并通过改变不同长度的力臂进行了4次测量，测量所得数据离散性可靠，除第4测量波大较大外其余3次测量平均值可做为判定该设备的性能指标。

Claims (1)

1.一种测量静压轴承等液压装置摩擦力矩方法，其特征是：包括如下步骤：

1)静压轴承(1)放置到试验平台上并调平；

2)调整架(5)把合在静压轴承(1)上，并将测量架(2)放置在调整架(5)上；

3)拉力线(3)固定在静压轴承(1)的测力臂上并测出力臂的长度L，单位：毫米；

4)调整调整架的高度与水平，要求测量架(2)的两个滑轮均与拉力线(3)均相切；

5)拨动两组滑轮使其转动，若滑轮带动轴承与旋转针一起转动，则可认识可以进行摩擦力测量，若滑轮带动轴承转动，而旋转针不转动则认为需要对测量架进行调整，直至同步转动；

6)拉力线(3)依次放在两组滑轮的的滑轮槽中后一头垂下；

7)砝码(4)挂在拉力线上，从小到大更换不同重量的砝码(4)的直至静压轴承力臂发动转动即可，记录下砝码重量m，单位：克，记录力臂长度L；摩擦力距M_max与砝码重量m和力臂长度L的关系式如下式：

M_max＝F_max*L

式中：

M_max是力F_max对转动轴L的力矩

L是力臂的长度单位：毫米

根据：

G＝Fmax+F

Fmax＝G-F

G＝mg为测量法码的重力

m是砝码的质量单位：克

g取当地的重力加速度单位：牛/千克

F为系统的摩擦力，但因为本发明已采用单点接触法，将摩擦力减小为最小，此力可以忽略为零；

Fmax＝mg

Mmax＝mg*l/1000000

单位：在国际单位制中，力矩单位是牛顿*米，简称：牛*米，符号:N*m。