·1724· 工程科学学报，第39卷，第11期 4.8预紧力对摩擦系数影响仿真 20 4一油膜阴力 从图12可以看出摩擦系数受预紧力的影响规律 18 一一未考虑油膜阻力的滑块摩擦力 尽管影响不是很大，但本文考虑油膜润滑情况，摩擦系 16 一考虑油膜阻力后的滑块摩擦力 数也不能忽略.预紧力越小摩擦系数越大.预紧力越 小，摩擦系数随摩擦力的增加的变化率越大 12 0.10 系10叶 0.09 ◆一预紧力10N 8 9一预紧力30N 0.08 a一预紧力50N 6 0.07 -4-44-4-4-44444444 0.05 00 4 8 10 12 0.04 滚珠变形m 0.03 图13油膜阻力与摩擦力随滚珠变形关系 0.02 Fig.13 Relationship between the oil film resistance and the deform- 0.01 ation of ball 10 滑块摩擦力N 试验简图如图14所示.试验采用两种运行速度对滚 动导轨副进行加载摩擦力测定，由于利用数控系统的 图12预紧力对摩擦系数的影响 Fig.12 Influence of preload on friction coefficient 进给程序进行准确的恒速测量，折算成滑块的直线速 度分别为10/3mms和25/3mms'.即试验测量速 4.9摩擦力与油膜阻力仿真 度分别为3.33mms和8.33mms1.对滑块的加载 分析图13中虚线可知，随着滚珠受力变形的增 力由受控的加载气缸进行加载 加，未考虑油膜阻力的滑块摩擦力缓慢上升，且上升曲 线呈现下凹状.分析图13中三角点曲线可知，随着滚 珠受力变形的增加，油膜阻力也呈现上升趋势，且上升 加力杆特块运行方向 曲线呈现上凸状.分析星点曲线可知，考虑油膜阻力 传感器 后，直线导轨副总的摩擦力曲线的下凹趋势变缓.考 滑块 虑油膜阻力后，滑块摩擦力的拐点较未考虑油膜阻力 导轨 前明显.为了更为清楚的表达润滑油油膜阻力对滑块 摩擦力的影响，图13中的曲线放大了油膜黏压系数 α。，但利用摩擦力模型对试验数据对比时依然采用 3.2节所给参数进行比对 图14加载摩擦力测量装置 Fig.14 Loading device for friction measurement 5试验分析与验证 如图15为直线滚动导轨副摩擦力的实际测量装 直线导轨的摩擦力试验利用高精度三向力传感器 置，直线导轨副的滑块与高精度三向力传感器的静尺 进行测量，对本文所研究直线导轨进行加载检测试验 相连，由加力杆对三向力传感器的动尺进行加载并带 图15直线导轨加载摩擦力实测 Fig.15 Measurement and acquisition interface of friction工程科学学报，第 39 卷，第 11 期 4. 8 预紧力对摩擦系数影响仿真 从图 12 可以看出摩擦系数受预紧力的影响规律． 尽管影响不是很大，但本文考虑油膜润滑情况，摩擦系 数也不能忽略． 预紧力越小摩擦系数越大． 预紧力越 小，摩擦系数随摩擦力的增加的变化率越大． 图 12 预紧力对摩擦系数的影响 Fig． 12 Influence of preload on friction coefficient 图 15 直线导轨加载摩擦力实测 Fig． 15 Measurement and acquisition interface of friction 4. 9 摩擦力与油膜阻力仿真 分析图 13 中虚线可知，随着滚珠受力变形的增 加，未考虑油膜阻力的滑块摩擦力缓慢上升，且上升曲 线呈现下凹状． 分析图 13 中三角点曲线可知，随着滚 珠受力变形的增加，油膜阻力也呈现上升趋势，且上升 曲线呈现上凸状． 分析星点曲线可知，考虑油膜阻力 后，直线导轨副总的摩擦力曲线的下凹趋势变缓． 考 虑油膜阻力后，滑块摩擦力的拐点较未考虑油膜阻力 前明显． 为了更为清楚的表达润滑油油膜阻力对滑块 摩擦力的影响，图 13 中的曲线放大了油膜黏压系数 αp，但利用摩擦力模型对试验数据对比时依然采用 3. 2 节所给参数进行比对． 5 试验分析与验证 直线导轨的摩擦力试验利用高精度三向力传感器 进行测量，对本文所研究直线导轨进行加载检测试验． 图 13 油膜阻力与摩擦力随滚珠变形关系 Fig． 13 Ｒelationship between the oil film resistance and the deform￾ation of ball 试验简图如图 14 所示． 试验采用两种运行速度对滚 动导轨副进行加载摩擦力测定，由于利用数控系统的 进给程序进行准确的恒速测量，折算成滑块的直线速 度分别为 10 /3 mm·s － 1和 25 /3 mm·s － 1 ． 即试验测量速 度分别为 3. 33 mm·s － 1和 8. 33 mm·s － 1 ． 对滑块的加载 力由受控的加载气缸进行加载． 图 14 加载摩擦力测量装置 Fig． 14 Loading device for friction measurement 如图 15 为直线滚动导轨副摩擦力的实际测量装 置，直线导轨副的滑块与高精度三向力传感器的静尺 相连，由加力杆对三向力传感器的动尺进行加载并带 · 4271 ·