[发明专利]一种用于电机用滚珠轴承寿命评估的摩擦力矩测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电机用滚珠轴承摩擦力矩的测量方法，尤其涉及一种用于额定工作转速下电用滚珠轴承寿命评估的摩擦力矩测量方法，属于测量技术领域。

背景技术

对于惯性领域用磁滞同步电机，考察电机产品质量好坏的指标主要是同步时间、惯性时间、起动电流、工作电流、动平衡、力学环境量验、高低温量验、温升、寿命等。陀螺中使用磁滞同步电机作为驱动电机，生产中出现的问题主要是滚珠轴承的使用，解决该问题对提高产品质量有现实意义。电机用滚珠轴承寿命评估测量方法及装置，是电机生产装配、验收量验、例行量验、贮存使用、质量监控、可靠性评估等环节中必不可少的测量手段。电机用滚珠轴承是否合格，其稳定性的好坏以至其能否满足使用要求，都是依靠测量设备对电机进行测量后才得出结论的。传统的测量方法是：在电机装配验收及后续使用中，利用电机断电后的惯性时间作为技术指标对轴承装配质量进行把关，该方法存在针对性不强，把关不严格等缺点，在实际生产中亟需改进。

如图1所示，本发明主要建立在电机用滚珠轴承摩擦力矩随工作寿命的关系曲线上。导致滚珠轴承摩擦力矩的加速变化的原因很多，主要包括轴承质量和装配质量，也包括设计质量，现在出现的问题主要是装配和调量。电机在装配之初，电机滚珠轴承摩擦力矩较大，随着跑合时间的增加，电机滚珠轴承摩擦力矩逐渐下降，据资料显示，大约可降到电机滚珠轴承初始摩擦力矩的50％左右，然后，电机滚珠轴承摩擦力矩在很长的时间范围内维持很小的变化范围，当滚珠轴承工作时间快达到工作寿命附近时，电机滚珠轴承摩擦力矩又开始逐渐增大，当电机滚珠轴承摩擦力矩增大到一定数值后，认为电机滚珠轴承达到了工作寿命。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种用于电机用滚珠轴承寿命评估的摩擦力矩测量方法，该方法简单方便，并且测量效率和精度高。

本发明的技术解决方案：一种用于电机用滚珠轴承寿命评估的摩擦力矩测量方法，步骤如下：

(1)在电机断电瞬间，实时采集电机断电后的反电势信号或光电测速信号，将反电势信号或光电测速信号经滤波整形后转换得到方波信号，利用计数器对方波信号进行测频得到电机在断电瞬间的角速度变化率利用电机在断电瞬间的角速度变化率和电机转子的转动惯量J得到电机在断电瞬间的减速力矩M，

(2)分别在一个大气压和真空状态下，其中真空度不大于1000Pa，利用步骤(1)所述的方法分别计算得到电机在断电瞬间的减速力矩，其中M_AIR为一个大气压下电机在断电瞬间的减速力矩，M_VACCUM为真空状态下电机在断电瞬间的减速力矩，根据M_f＝|M_AIR-M_VACCUM|计算得到电机在断电瞬间的风阻力矩M_f；

(3)分别在不去磁和去磁两种状态下，利用步骤(1)所述的方法分别计算得到电机在断电瞬间的涡流力矩，其中M_去磁为去磁状态下电机在断电瞬间的涡流力矩其中M_不去磁为不去磁状态下电机在断电瞬间的涡流力矩，根据M_w＝|M_去磁-M_不去磁|计算得到电机在断电瞬间的涡流力矩M_w；

(4)利用步骤(1)得到的减速力矩M、步骤(2)得到的风阻力矩M_f和步骤(3)得到的涡流力矩M_w计算得到电机在断电瞬间的轴承摩擦力矩M_z，M_z＝M-M_f-M_w；

(5)按照步骤(1)-(4)的方法，每隔一定时间间隔t测量得到一次电机在断电瞬间的轴承摩擦力矩M_z，连续测量3次以上，得到对电机在断电瞬间的轴承摩擦力矩序列M_z(i)，根据电机在断电瞬间的轴承摩擦力矩序列M_z(i)求得电机在断电瞬间轴承摩擦力矩的变化率和轴承摩擦力矩的总变化量ΔM_z，ΔM_z＝M_z(n)-M_z(1)，i＝1，2，3....n；求得的电机在断电瞬间轴承摩擦力矩的变化率和轴承摩擦力矩的总变化量ΔM_z用于对电机用滚珠轴承进行寿命评估。

所述电机为磁滞同步电机。