[发明专利]自润滑关节轴承力矩在线即时检测与控制系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种关节轴承，更具体地说，涉及一种自润滑关节轴承的滚轧游隙产生的力矩在线即时检测与控制系统及方法。

背景技术

自润滑关节轴承的一项较为关键技术参数，就是产品的无载启动摩擦力矩。该力矩一方面由产品内圈与自润滑衬垫这一对摩擦副本身材料特性所决定，更重要的决定因素是轴承滚轧游隙工序的加工结果。传统的加工工艺，是在产品加工时，预先进行滚轧游隙试验，获得产品无载启动力矩合格条件下的滚轧游隙工艺参数，随后进行正式生产。由于缺乏加工时产品的无载启动力矩的即时检测、控制手段，无法及时由检测结果反馈给滚轧设备进行实时调整。因此，产品无载启动力矩的批产一致性和单件的均匀性，存在着与国外同类产品相比的较大差距。

发明内容

本发明为解决上述现有技术中存在的技术问题，提供一种自润滑关节轴承在线即时检测与控制系统及方法，通过联接于被测轴承上的动态力矩传感测量装置，在滚轧游隙的加工过程中，主动获取产品无载启动力矩的达标信号，并控制滚轧游隙机的相应动作，实现产品质量主动控制和获得较好一致性的目标。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种自润滑关节轴承力矩在线即时检测与控制系统，用于轴承滚轧游隙加工工序中，在被测轴承上联接一个动态力矩传感器，其测得的轴承力矩信号传输给信号处理设备进行收集、处理、显示和记录，信号处理设备将该信号传输给滚轧游隙操作控制系统，用来控制轧辊夹持在被测轴承上的压力大小以及施加在直流电机上的电压和转速大小，在所述动态力矩传感器与直流电机之间联接一个单向轴承。

一种自润滑关节轴承力矩在线即时检测与控制方法，其特征在于，采用如权利要求1所述的自润滑关节轴承力矩在线即时检测与控制系统，包括以下步骤：

1)准备阶段

滚轧游隙初始，轧辊以仅够夹持轴承接近于“无载”的压力接触被测轴承产品，并驱动被测轴承内外圈因无游隙而同步旋转，直流电机以低于上述速度同向旋转，在单向轴承作用下，相当于直流电机轴与动态扭矩传感器轴“脱开”，此时，动态力矩传感器测量输出为零；

2)滚轧游隙阶段

轧辊逐渐加压于被测轴承上，工序进入滚轧游隙阶段：

●滚轧初始阶段

对直流电机施加叠加电压驱使其转速升高到一定值，在单向轴承作用下，直流电机为系统驱动源，被测轴承成为负载源，动态力矩传感器检测出被测轴承力矩，如其值远大于产品要求的无载启动力矩上限值或力矩控制保护设定值以上时，直流电机上叠加电压降低，转速降低；

●滚轧游隙工作阶段

在滚轧初始阶段后期，动态力矩传感器如检测到被测轴承摩擦力矩低于设定的被测轴承无载启动摩擦力矩上限值时，系统进入滚轧游隙工作阶段：操作控制系统控制伺服加载轧辊加压滚轧被测轴承游隙，直流电机上的叠加电压和转速上升，在单向轴承作用下，直流电机与动态力矩传感器“硬”联接，且在直流电机驱动、被测轴承力矩为负载力矩的共同作用下，动态扭矩传感器采集被测轴承的力矩，信号处理设备绘出力矩变化曲线；

3)跑合阶段

当检测到被测轴承力矩值下降到设定的力矩下限值时，轧辊压力释放至接近于“无载”压力值，被测轴承内圈在直流电机驱动下，以高于其外圈转速持续运转一段时间；

4)测试阶段

跑合结束，直流电机与轧辊同时停止转动，轧辊保持“无载”压力夹持被测轴承，系统进入测试阶段，动态力矩传感器在直流电机驱动下，测出被测轴承无载启动内圈时的力矩以及后续旋转时与自润滑衬垫间的滑动力矩，并由信号处理设备绘出整个力矩变化曲线；测试完毕，轧辊脱离被测轴承，直流电机停止工作，整个滚轧游隙工序结束。

所述滚轧初始阶段，对直流电机施加频率约为5Hz的三角波叠加电压，当直流电机升速至被测轴承内圈转动临界速度以上的瞬间，动态力矩传感器检测此时的被测轴承力矩。

本发明技术方案，将通过联接于被加工轴承上的动态力矩传感测量装置，在滚轧游隙的加工过程中，主动获取产品力矩的达标信号，并控制滚轧游隙机的相应动作，实现产品质量主动控制和获得较好一致性的目标。为了克服传统工艺生产产品所存在的单个轴承无载启动力矩不均匀弊端，本发明在产品加工的过程中，通过控制滚轧机的自动操作，引入了产品“跑合”功能。本发明在产品加工的后段，安排了对每个加工产品的无载启动力矩与滑动摩擦力矩的完整在线自动检测与鉴别工步。本发明的应用，有望从技术上为根本改观我国该类轴承的质量水平，提供支持。

附图说明

图1是本发明系统结构框图；