專利名稱：一種轉(zhuǎn)盤軸承啟動摩擦力矩特征變異的評估方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明屬于滾動軸承設計、制造與性能測試及評估領域，涉及一種轉(zhuǎn)盤軸承啟動摩擦力矩特征變異的評估方法。
背景技術(shù)：
轉(zhuǎn)盤軸承可以承受較大的軸向載荷、徑向載荷和傾覆力矩等綜合載荷，在大型水利灌溉、海洋打撈船舶、重載運輸車輛、大型醫(yī)療機械裝備、風力發(fā)電、雷達、航空航天器和核反應堆等方面廣泛應用。隨著科學技術(shù)的發(fā)展，為確保主機在服務期內(nèi)安全可靠地運行， 對轉(zhuǎn)盤軸承的性能壽命及其可靠性提出了越來越高的要求。啟動摩擦力矩的穩(wěn)定性和不確定性直接影響工作主機啟動與變速的精確性、安全性和可靠性，是轉(zhuǎn)盤軸承的一個重要性能指標。很多類型的轉(zhuǎn)盤軸承在多變的載荷下啟動與工作，例如風力發(fā)電軸承、海洋打撈船舶軸承和重載運輸車輛軸承等，這對啟動摩擦力矩隨載荷變化的穩(wěn)定性有很大影響。隨著載荷的變化，如果啟動摩擦力矩的變化很不穩(wěn)定，會直接影響工作主機的安全啟動和穩(wěn)定運行。這已經(jīng)引起軸承行業(yè)和相關(guān)行業(yè)的關(guān)注。通常認為，由于工作條件和軸承結(jié)構(gòu)的復雜性，啟動摩擦力矩的理論計算值和實際測試值相差甚遠，因此很難建立精確的純理論模型，目前主要依賴于實驗研究來評估其性能，而且有關(guān)報道很少，主要原因是啟動摩擦力矩的內(nèi)部和外部影響因素眾多，其數(shù)值呈現(xiàn)出明顯的不確定性和未知的變化趨勢，特別是其概率分布仍然是未知或未確知的。再考慮到昂貴的成本，通常難以得到很多的啟動摩擦力矩實驗數(shù)據(jù)。這樣，依賴于已知概率分布和大量數(shù)據(jù)的經(jīng)典統(tǒng)計理論難以解決這個問題。因此，轉(zhuǎn)盤軸承啟動摩擦力矩的評估成為軸承工業(yè)亟待解決的一個科學技術(shù)難題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種轉(zhuǎn)盤軸承啟動摩擦力矩特征變異的評估方法，以解決依賴于已知概率分布和大量數(shù)據(jù)的經(jīng)典統(tǒng)計理論難以解決轉(zhuǎn)盤軸承啟動摩擦力矩的評估問題。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明一種轉(zhuǎn)盤軸承啟動摩擦力矩特征變異的評估方法步驟如下
(1)給定載荷，在實驗機上實驗，獲取軸承表面均布至少4個點的啟動摩擦力矩數(shù)據(jù)；
(2)分別對給定載荷下各均布點的啟動摩擦力矩數(shù)據(jù)進行i 次等概率可放回再抽樣， 其中五MOOOO,得到生成數(shù)據(jù)；
(3)對生成數(shù)據(jù)建立相應載荷下啟動摩擦力矩的概率密度函數(shù)，即得到1個本征函數(shù)；
(4)由本征函數(shù)計算啟動摩擦力矩的估計真值、波動范圍、信息熵和變異系數(shù)，即得到4 個本征變量；
(5)在轉(zhuǎn)盤軸承可承受范圍內(nèi)N次加載不同大小的載荷，重復步驟(1)至(4)，分別得到相應的本征函數(shù)和本征變量；(6)以本征函數(shù)和本征變量為依據(jù)，分析本征函數(shù)和本征變量的演變特征，得到轉(zhuǎn)盤軸承啟動摩擦力矩的變異規(guī)律與表示方法，評估軸承性能隨載荷的變化而變異的過程。所述步驟(1)中獲取軸承表面均布6個點的啟動摩擦力矩數(shù)據(jù)。所述步驟(1)中設在載荷#下，實際測量到的各點啟動摩擦力矩數(shù)據(jù)序列TM%
權(quán)利要求
1.一種轉(zhuǎn)盤軸承啟動摩擦力矩特征變異的評估方法，其特征在于，該方法的步驟如下
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種轉(zhuǎn)盤軸承啟動摩擦力矩特征變異的評估方法，所述步驟 (1)中獲取軸承表面均布6個點的啟動摩擦力矩數(shù)據(jù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種轉(zhuǎn)盤軸承啟動摩擦力矩特征變異的評估方法，其特征在于，所述步驟(1)中設在載荷#下，實際測量到的各點啟動摩擦力矩數(shù)據(jù)序列Tm %
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種轉(zhuǎn)盤軸承啟動摩擦力矩特征變異的評估方法，其特征在于，所述步驟(2)中對T^進行共B次等概率可放回抽樣，每次得到η個抽樣數(shù)據(jù)，構(gòu)成抽樣樣本
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種轉(zhuǎn)盤軸承啟動摩擦力矩特征變異的評估方法，其特征在于，所述步驟(3)中設啟動摩擦力矩為隨機變量 ，&為原點矩的階數(shù)，^ci, 2 ρ ...’Λ邏為關(guān)于各階矩的拉格朗日乘子，按式( 得到其概率密度函數(shù)
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種轉(zhuǎn)盤軸承啟動摩擦力矩特征變異的評估方法，其特征在于，所述步驟(4)中啟動摩擦力矩的估計真值7；為啟動摩擦力矩的信息熵//為
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項所述的一種轉(zhuǎn)盤軸承啟動摩擦力矩特征變異的評估方法，其特征在于所述概率密度函數(shù)決定了估計真值、波動范圍和信息熵這3個本征變量的取值及其不確定性。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種轉(zhuǎn)盤軸承啟動摩擦力矩特征變異的評估方法，其特征在于所述步驟(6)是以本征函數(shù)和本征變量為依據(jù)，分別給出N種不同載荷下的本征函數(shù)圖和本征變量的連線圖，當比較不同載荷下啟動摩擦力矩的變異程度時，若它們的估計真值相同，則比較波動范圍和信息熵，若估計真值不同，則需用變異系數(shù)比較不同載荷下啟動摩擦力矩的變異程度。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種轉(zhuǎn)盤軸承啟動摩擦力矩特征變異的評估方法，其特征在于，所述變異系數(shù)連線圖中隨著載荷的變大，變異系數(shù)趨勢是非線性衰減，在衰減過程中伴
全文摘要
本發(fā)明涉及一種轉(zhuǎn)盤軸承啟動摩擦力矩特征變異的評估方法，首先給定載荷，獲取軸承表面均布至少4個點的啟動摩擦力矩數(shù)據(jù)；分別對載荷下各均布點的數(shù)據(jù)進行多次等概率可放回再抽樣，得到大量的生成數(shù)據(jù)；對生成數(shù)據(jù)建立相應載荷下啟動摩擦力矩的概率密度函數(shù)，進而計算啟動摩擦力矩的估計真值、波動范圍、信息熵和變異系數(shù)，并據(jù)此得到轉(zhuǎn)盤軸承啟動摩擦力矩的變異規(guī)律與表示方法，評估軸承性能隨載荷的變化而變異的過程；本發(fā)明能夠有效地評估轉(zhuǎn)盤軸承啟動摩擦力矩的變異性質(zhì)，揭示轉(zhuǎn)盤軸承啟動摩擦力矩隨載荷演變的非線性特征，及時發(fā)現(xiàn)對載荷的敏感點，有助于改進轉(zhuǎn)盤軸承品質(zhì)，為轉(zhuǎn)盤軸承安全啟動與運行建立可靠的前期評估機制。
文檔編號G01L3/00GK102331348SQ201110153389
公開日2012年1月25日 申請日期2011年6月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月9日
發(fā)明者夏新濤, 陳龍 申請人:河南科技大學