ICS21.100.20 J11 中华人民共和国国家标准 GB/T32562—2016 滚动轴承 摩擦力矩测量方法 Rollingbearings—Measuringmethodsforfrictiontorque 2016-02-24发布 2016-10-01实施 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 中国国家标准化管理委员会发布前 言 本标准按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。 本标准由中国机械工业联合会提出。 本标准由全国滚动轴承标准化技术委员会(SAC/TC98)归口。 本标准起草单位:洛阳轴研科技股份有限公司、杭州轴承试验研究中心有限公司、福建省永安轴承 有限责任公司、浙江八环轴承有限公司、重庆长江轴承股份有限公司、慈兴集团有限公司、洛阳轴承研究 所有限公司、捷姆轴承集团有限公司、浙江时代计量科技有限公司。 本标准主要起草人:高奋武、李国斌、李兴林、史德清、陈德富、牛建平、赵兴新、李开元、舒永强、 陈建新。 ⅠGB/T32562—2016 滚动轴承 摩擦力矩测量方法 1 范围 本标准规定了滚动轴承(以下简称轴承)摩擦力矩的测量方法。 本标准适用于尺寸范围(公称外径)3mm~200mm的深沟球轴承、角接触球轴承和单列圆锥滚子 轴承。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。 GB/T1800.2—2009 产品几何技术规范(GPS) 极限与配合 第2部分:标准公差等级和孔、轴 极限偏差表 GB/T5800.1—2012 滚动轴承 第1部分:公制系列轴承的外形尺寸、公差和特性 GB/T6930—2002 滚动轴承 词汇 3 术语和定义 GB/T6930—2002界定的以及下列术语和定义适用于本文件。 3.1 启动力矩 startingtorque MQ 使一轴承套圈相对于另一固定的套圈开始旋转所需的力矩。 3.2 转动力矩 dynamictorque M 当一个轴承套圈旋转时,阻止另一套圈运动所需的力矩。 3.3 平均力矩值 averagevalueofbearingtorque MP 在一个测量过程中,所有力矩测值的算术平均值。 3.4 最大力矩值 maximumvalueofbearingtorque Mmax 在一个测量过程中,所有力矩测值中的最大值。 3.5 最小力矩值 minimumvalueofbearingtorque Mmin 在一个测量过程中,所有力矩测值中的最小值。 1GB/T32562—2016 3.6 力矩波动值 fluctuationvalueofbearingtorque ΔM 在一个测量过程中,所有力矩测值中最大力矩值和最小力矩值的差值。 4 测量原理及方法 4.1 测量原理 4.1.1 启动力矩测量原理 启动力矩的测量是传感器安装在一个轴承套圈上,或安装在一个与轴承套圈机械式连接的测量装 置上,在规定的载荷条件下,对轴承逐级施加驱动力,当一轴承套圈相对于另一固定的套圈启动并维持 转动到规定的弧度,传感器测量的摩擦力矩即为启动力矩。 4.1.2 转动力矩测量原理 转动力矩的测量是传感器安装在一个轴承套圈上,或安装在一个与轴承套圈机械式连接的测量装 置上,在规定的载荷条件下,轴承以固定转速旋转,在规定的时间段内检测传感器信号,得出一个或多个 表征转动力矩的参数。 4.2 测量方法 4.2.1 传递测量法 传递测量法如图1所示,力矩传感器安装在驱动和轴承的中间作为传递体,当驱动轴承内圈(或外 圈)旋转时,外圈(或内圈)固定不转,轴承摩擦力矩作为负载力矩传递到力矩传感器上,传感器所测得的 力矩即为轴承摩擦力矩。 图1 传递测量法示意图 4.2.2 平衡测量法 平衡测量法如图2所示,驱动轴承内圈(或外圈)旋转时,在力矩的作用下,轴承外圈(或内圈)有转 动的趋势,外圈(或内圈)连接的力矩传感器或者力传感器作为平衡力矩或者平衡力,阻碍轴承外圈(或 内圈)旋转,使两者保持动态平衡,通过力矩传感器或者力传感器测得的平衡力矩或者平衡力即为轴承 摩擦力矩。 2GB/T32562—2016 图2 平衡测量法示意 4.2.3 能量测量法 能量测量法如图3所示,驱动轴承内圈(或外圈)旋转时,外圈(或内圈)固定不转,轴承摩擦力矩作 为负载力矩会消耗能量,消耗的能量与轴承摩擦力矩存在线性关系,通过测量驱动单元消耗的能量即可 得出轴承摩擦力矩。 图3 能量测量法示意图 5 测量条件 5.1 摩擦力矩的常规测量条件 5.1.1 测量载荷 测量载荷按式(1)来计算: p=0.1c …………………………(1) 式中: p———测量载荷; c———轴承额定动载荷。 5.1.2 测量转速 测量转速按式(2)来计算: 3GB/T32562—2016 n=0.5ng …………………………(2) 式中: n———轴承转速; ng———轴承极限转速。 5.1.3 润滑 应采用规定数量和品质的润滑剂进行润滑。 5.1.4 测量环境 5.1.4.1 测量场所应远离电场、磁场,避免外界干扰影响测量结果。 5.1.4.2 测量环境应保持清洁,不应有尘屑、杂质等异物进入轴承。 5.1.4.3 测量场所的环境温度应为10℃~35℃,相对湿度≤80%。 5.2 摩擦力矩的特殊测量条件 5.2.1 对于轴承摩擦力矩特殊的测量条件(如测量载荷、转速、润滑、密封、预紧等)应根据用户要求或 实际工况条件确定。 5.2.2 为保证轴承零件各自处于正常的接触位置,测量载荷建议采用表1中规定的轴向载荷。 表1 轴向载荷 轴承外径 D/mm轴向载荷/N 深沟球轴承 接触角≤30°角接触球轴承单列圆锥滚子轴承 接触角>30°角接触球轴承 > ≤ min 3 8 0.75 — 8 10 1.5 — 10 20 3 — 20 30 5 40 30 50 10 80 50 80 20 120 80 120 35 150 120 180 70 180 180 200 140 200 5.2.3 测量转速应在0.5r/min~10r/min,正、反转都应采用相同的转速。 5.2.4 其他条件 推荐的仪器球轴承摩擦力矩测试条件(不包括测量载荷)按GB/T5800.1—2012中第11章的 规定。 4GB/T32562—2016 5.3 测量装置 5.3.1 驱动机构 启动力矩驱动机构应有驱动轴承启动并维持转动的功能。 转动力矩驱动机构应提供稳定的转速,一般采用电机做驱动,也可采用电磁、气涡流等产生的力或 者力矩做驱动。转速误差不应大于2%。 5.3.2 心轴和轴套 用于安装轴承内圈的心轴,其外径公差应符合GB/T1800.2—2009中f5的规定,以确保心轴以间 隙配合装入轴承内孔中。 用于安装轴承外圈的轴套,其内径公差应符合GB/T1800.2—2009中F5的规定,以确保轴承以间 隙配合装入轴套内孔中。 5.3.3 加载机构 加载机构应对轴承施加规定的载荷,根据轴承类型可以施加到外圈或者内圈上,加载机构不应给测 量带来附加的摩擦。 载荷误差不应大于5%。 5.3.4 传感器 所测参量为摩擦力矩。根据所选择的测量方法,选择不同的传感器,如力矩传感器、力传感器或者 驱动单元中测量能量的传感器,传感器给出的信号名义上与摩擦力矩成比例关系。 摩擦力矩的示值误差不应大于1%。 5.4 重复性要求 如果测量是在相同测量条件下,并且使用同样的测量设备,测量的重复性应在平均测值的±5%以 内(不包含轴承的变化)。 6 测量和评定方法 6.1 测量的物理量及单位 摩擦力矩测量时设定的物理量为启动力矩和转动力矩,单位为N·mm。 6.2 测量步骤 6.2.1 在规定的测量条件下,轴承应预运转后开始测量,预运转圈数不应少于2圈。 6.2.2 对于转动力矩的测量,在测量过程中,测量圈数不应少于2圈。 6.2.3 对于启动力矩的测量,在测量过程中,测量点数不应少于3点,3点应均匀分布。 6.2.4 对于能够承受双向轴向载荷的轴承应进行双面测量。 6.2.5 要求双向转动的轴承,应在正转和反转两个方向上测量。 6.2.6 按规定未能通过的轴承应退磁、清洗、润滑,再测量。第2次测量还未通过的轴承应退磁、清洗、 润滑,再次进行测量。未能通过第3次测量的轴承按不合格品处理。 5GB/T32562—2016 6.3 评定方法 6.3.1 启动力矩测量的评定 取所有启动力矩测值中的最大值为该轴承的启动力矩值。 6.3.2 转动力矩测量的评定 测量结果中应包含平均值、最大值和波动值或最小值。对于双面测量和双向测量的轴承,应取其最 大的平均值作为轴承的平均力矩值,取所有力矩值中的最大测值作为轴承的最大力矩值,取其最大的波 动值作为轴承的力矩波动值,取所有力矩值中的最小测值作为轴承的最小力矩值。 6GB/T32562—2016