新測量方法破解軸承摩擦特性評估難題

原標(biāo)題：新測量方法破解軸承摩擦特性評估難題

記者3日從天津大學(xué)獲悉，受陀螺旋轉(zhuǎn)游戲的啟發(fā)，該校機(jī)械工程學(xué)院任成祖教授團(tuán)隊(duì)提出了一種基于動(dòng)能定理的滾動(dòng)軸承當(dāng)量摩擦系數(shù)測量方法，解決了軸承摩擦特性評估難題。相關(guān)研究成果近日發(fā)表于國際期刊《摩擦》。

在太空等極端環(huán)境中，高精密軸承摩擦越少，能量損耗就越小。但同一條生產(chǎn)線上產(chǎn)出的幾乎一模一樣的超高精密軸承，哪個(gè)摩擦性能更好？任成祖發(fā)現(xiàn)，使用傳統(tǒng)的摩擦力矩傳感器評測滾動(dòng)軸承的摩擦性能存在工況依賴性強(qiáng)、離散性大、穩(wěn)定性差等問題，無法區(qū)分出高精密軸承摩擦性能極為微小的差異。

研究團(tuán)隊(duì)受陀螺旋轉(zhuǎn)游戲啟發(fā)，提出了一種滾動(dòng)軸承當(dāng)量摩擦系數(shù)測量方法。“就像不同品質(zhì)的陀螺減速過程快慢各不相同，能量耗散即摩擦做功可以隨減速反映出來。我們通過精確測量減速過程中軸承轉(zhuǎn)速隨時(shí)間的變化關(guān)系，來計(jì)算軸承摩擦耗能的功率，這就是該研究的關(guān)鍵一環(huán)。”任成祖解釋說。

研究人員從使用評估的角度出發(fā)，思考如何設(shè)計(jì)出在空天、新能源汽車等領(lǐng)域具有更高服役可靠性和極端工況適用性的高精密軸承。他們通過精巧的裝置設(shè)計(jì)，使軸承像陀螺一樣高速旋轉(zhuǎn)直至停下，整個(gè)過程以時(shí)間為中介，巧妙地搭建起動(dòng)能損耗和摩擦力矩的測算關(guān)系，最終實(shí)現(xiàn)摩擦特性的評估。

據(jù)介紹，新方法大幅提升了軸承摩擦性能的測量精度，為推動(dòng)產(chǎn)業(yè)進(jìn)一步升級、助力我國實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵零部件自主可控奠定技術(shù)基礎(chǔ)。（記者陳曦 通訊員陳思 劉曉艷）