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自润滑关节轴承启动力矩的调整及在线测试技术研究

刘亮  
【摘要】:自润滑关节轴承的无载启动摩擦力矩是指轴承不受载荷时,轴承内外圈从静止状态到开始相对转动的瞬间所需要克服的摩擦阻力矩。它综合反映了轴承内外圈球面的贴合度、预紧状况以及自润滑衬垫的摩擦性能等,是自润滑关节轴承的一项重要的技术参数。滚轧是目前整体式自润滑关节轴承调节游隙的有效工艺,也是调节无载启动力矩的主要手段。本文结合一种小型滚轧机的研制,研究这类关节轴承启动力矩的调节工艺所涉及的一些技术。 本文首先从理论上分析了自润滑关节轴承无载启动力矩的形成机理和影响因素,应用有限元分析等分析了径向载荷、装夹方式和装夹力等因素对无载启动力矩测量精度的影响。 鉴于滚轧力大小对轴承的游隙调整非常关键,本文提出并分析了一种利用“电动缸”来替代传统的液压缸的加载装置。该加载装置由伺服电机、丝杠螺母机构和力传感器等构成。设计了滚轧力的PID控制算法,在简化机械结构的同时,实现了滚轧力在大范围内的精确控制。 本文设计了自润滑关节轴承启动力矩在线测试系统,用于监测滚游隙工艺过程中的轴承工件启动力矩的变化。针对在线检测中工件启动力矩变化悬殊、滚轧力严重影响启动力矩的特点,提出了滚轧-试测交替进行的滚游隙工艺模式,将滚轧和测试分离。测试在卸载过程中进行,通过连续测试工件内外圈阻力矩来确定无载启动力矩,有效地削弱了夹持力对测量结果的影响。 本文还论述了带有在线测试功能的滚轧机控制系统的设计,介绍了系统的硬件和软件设计,并验证了滚轧-试测交替在线测量系统的可行性,具有实用意义。


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