新測量方法破解軸承摩擦特性評估難題

原標題：新測量方法破解軸承摩擦特性評估難題

記者3日從天津大學獲悉，受陀螺旋轉(zhuǎn)游戲的啟發(fā)，該校機械工程學院任成祖教授團隊提出了一種基于動能定理的滾動軸承當量摩擦系數(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軸承的摩擦性能存在工況依賴性強、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。

研究團隊受陀螺旋轉(zhuǎn)游戲啟發(fā)，提出了一種滾動軸承當量摩擦系數(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)速隨時間的變化關(guān)系，來計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，使軸承像陀螺一樣高速旋轉(zhuǎn)直至停下，整個過程以時間為中介，巧妙地搭建起動能損耗和摩擦力矩的測算關(guān)系，最終實現(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，為推動產(chǎn)業(yè)進一步升級、助力我國實現(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）