发明内容
[0004] 本发明针对现有滚动轴承摩擦力矩测量方式精度低，测量不准确，很难做到精准测量的问题，提出一种精度高、结构简单的测量滚动轴承摩擦力矩的装置及方法，规避了传统直接用力矩传感器测量的不足，通过电机驱动滚珠丝杠滑台带动摩擦块运动，将轴承内的摩擦能量等效为摩擦块与套筒之间的摩擦做功，通过应变式力传感测量摩擦力的变化，使摩擦做功测量更为准确，同时通过处理器记录套筒外部边缘光电编码器的脉冲信号个数，得到待测轴承转过的角度，将传统直接测量摩擦力矩的方式改为由能量守恒方式间接计算得出，使结果更为可靠，提高了准确率。
[0005] 本发明一种测量滚动轴承摩擦力矩的装置，包括电机、滚珠丝杠滑台、S型力传感器、摩擦块安装角铝、摩擦块、卡盘、轴、套筒、直线导轨、光栅盘、光电检测装置和底板。所述电机的底座固定在底板上，电机驱动滚珠丝杠滑台；所述S型力传感器的一端固定在滚珠丝杠滑台的滑块上，另一端固定有摩擦块安装角铝；S型力传感器的信号输出端连接处理器；所述的摩擦块与摩擦块安装角铝靠近直线导轨的一侧固定；直线导轨的滑轨固定在底板上，卡盘的底座固定在直线导轨的滑动块上；直线导轨的滑动块与直线导轨的滑轨构成滑动副，且直线导轨的滑动块与直线导轨的滑轨通过螺栓固定连接；所述的光电检测装置固定在底板上，并设置在直线导轨一侧；光电检测装置的信号输出端连接处理器；所述轴的轴径以及套筒内径均有多种尺寸规格；不同内径尺寸规格的套筒的外径也各不相同，每个尺寸规格的套筒外固定一个内径等于该套筒外径的光栅盘。
[0006] 所述的滚珠丝杠滑台包括丝杠、滑块和导杆；电机的输出轴与丝杠通过联轴器连接，滚珠丝杠滑台的底座固定在底板上；导杆固定在滚珠丝杠滑台的底座上，丝杠与滚珠丝杠滑台的底座构成转动副；滑块与丝杠构成螺旋副，并与导杆构成滑动副。
[0007] 该测量滚动轴承摩擦力矩的装置的测量方法，具体如下：
[0008] 步骤一、根据待测轴承的外圈选取套筒内径尺寸，根据待测轴承的内圈选取轴轴径尺寸，然后将待测轴承外圈与套筒内壁过盈配合，将待测轴承内圈与轴过盈配合；再用卡盘将轴锁紧固定；调节直线导轨的滑动块位置，使套筒外壁与摩擦块接触，然后拧紧螺栓实现滑动块定位；最后，测量摩擦块长度L。
[0009] 步骤二、电机反转，驱动滚珠丝杠滑台的滑块运动，带动S型力传感器和磨擦块后退至套筒外壁与摩擦块不接触时，电机停转；然后，手动使待测轴承停转，电机正转，驱动滚珠丝杠滑台的滑块运动，滑块运动时推动S型力传感器和磨擦块同步移动；磨擦块与套筒接触后通过摩擦力带动套筒转动，在摩擦块运动过程中，摩擦块与套筒之间的摩擦力F通过S型力传感器测量；处理器计算摩擦块推动套筒转动整个过程中S型力传感器测量的摩擦力F的平均值F1。
[0010] 步骤三、套筒转动时光栅盘随之转动，光栅盘转动产生电信号，光栅盘每转过一个值为栅距角α的角位移，则光电检测装置产生一个脉冲信号输出；套筒停止转动时，处理器根据记录的脉冲信号个数n，计算得到待测轴承转过的角度θ＝nα。
[0011] 步骤四、由于平均值F1对套筒做的功全部转化成待测轴承转动过程中的内能，根据能量守恒定律，得到摩擦力矩M＝F1L/θ。
[0012] 本发明与现有技术相比有以下有益结果：
[0013] 1.本发明通过电机驱动滚珠丝杠滑台，推动传感器继而带动摩擦块，摩擦块与轴承套筒产生较大摩擦，与传统直接测量轴承摩擦力矩相比，由于应变式力传感器的测量精度远高于力矩传感器，且该摩擦力也远大于轴承摩擦力矩，所以测量精度得到显著提高，进而可通过处理器记录套筒外部边缘光电编码器的脉冲信号个数，得到待测轴承转过的角度。本发明通过给轴承外圈施加一个力，使轴承外圈转动，由于该力对轴承外圈产生的动能全部被轴承摩擦力矩消耗掉，因此本发明不需要考虑保持架的动能、滚动体自转和公转的动能以及润滑油脂的涡动能量等，只要通过处理器记录套筒外部边缘光电编码器的脉冲信号个数，得到轴承转动角度的准确值，就能根据能量守恒间接计算出准确的轴承摩擦力矩。
[0014] 2.本发明整体结构简单，试验条件及操作简易，试验可重复性好，数据稳定，可信度高。
[0015] 3.本发明针对不同型号的轴承，可以选用不同型号的套筒与轴，测量出不同型号轴承的转动摩擦力矩，具有广泛性和普适性。
