现代数字影像技术在轴承测试中的应用
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Ｃ — —
使得气体轴承在精密仪器 、 航空航天 、 交通能源等领 域 ， 到 越来 越 广泛 的应 用 。随着该 技术 的普及 与发 得 展 ， 用 的逐 步 深 入 ， 轴 承 的参 数 指标 要 求 也更 加 应 对
严格 。
半 径 间隙 ；
心率 。
占 —
按式 （） １ 计算 的摩 擦 转矩 ， 于 １ ｆｃ 。 两 小 ・ｍ 这 ｍｇ 种 力 矩通 过 静 态垂 直 测试 的方 法 ，将 气 浮轴 承轴 向 放 置 ， 以适 当压 力 ， 外 加 转 矩 的 情 况 下 ， 得 总 通 无 测 干 扰力 矩一 般 也是 小 于 １ｍ ｃ 的 。主要 影 响 静压 ・ｍ 气 浮 轴 承径 向力 矩参 数 的 ，应该 是 浮 子 质 心 偏移 造
在该 轴 承 径 向承 载 使 用这 一 过 程 中 ，作 为 时 间
和位置 的函数 ， 按特定 的安排 ， 以提供有 限的信息 可 量 。通 常 的 ， 们可 以通 过 测量 ， 我 在一 个 完 全 确 定 的 符 号 刻度 上产 生某 类 图像 。确 切地 说 ， 通 过测 量建 是
关 键 词 ： 浮轴 承 ； 气 干扰 力 矩 ； 字影 像 数
中图分类号 ： Ｈ１ ３３ Ｔ ３ ．
文献标识码 ： Ｂ
文章编号 ：６ ２ ５ ５ ２ １ ）４ ０ ９ — ３ １ ７ － ４ Ｘ【 ０ １ ０ － １ ４ ０
由于回转轻巧 、 运转平滑 、 清洁耐冷热等优点 ，
ｎ——气缝数 ；
式 中，
— —
摩擦 转 矩 ；
—
—
气体黏度 ， 空气为 ｌ． Ｐ ・ ７ ａＳ； ５
浮子 长度 ；
跟踪拍摄 ， 以用于参数分析的方法 。 首先建立如图 １ 所示的测量 系统 ， 同一基准 ， 在 同样状态下 ，观测并记 录 ３ 组不同轴承负载 的图像 数据 ， 并通过计算机数字播放器 、 图像处理器（ ｈｔ Ｐｏ — ｏ ｓｏ ．） ｈｐ６ 及机械制 图（ Ａ Ａ 等软件 ， 画面进行处 ０ ＣＸ ） 对
—
—
Ｄ ——浮子外径 ；
收 稿 日期 ：０ １ ０ — ３ ２ １－ １ １
作者简介 ： ￣ （９ １ ）男 ， 龚］ １７ － ， 浙江义乌人 ， 工程师 ， 从事装备 质量监督工作 ， 研究方 向： 雷达 电子 ， 通信导 航 ； 博 （ ９ ２ ）男 ， 王 １８一 ， 陕西西安人 ， 工程师 ， 从事装备质量监督工作 ， 研究方 向： 航空 电气仪表 ， 通信导航 。 。 １４ ９
板
再沿 图像上的位置标记绘制直线及垂线 ， 然后 即可使 用 自动标注功能 ， 测量出 ， 的值 ， 图 ５ 。 如 所示。
图 １ 径 向 工 作 监 测 系统
（） １气浮 轴承 空载状 态下 ， 浮子位 置变 化 （ 图 ２； 如 ）
图 ２ 空载 状态 起 始 位 置 ａ
立 一 个物 理量 的表 示 ， 如式 （ ） 示 ห้องสมุดไป่ตู้ ２所
Ｙ（ ， ） ｔｓ ＝ （ ， ） ｔｓ 】 （） ２ 式中，
１ 静压气浮轴承 有害力矩分析
对 于静 压 气 浮 径 向轴 承 而 言 ，当用 于 径 向承 载 力 矩 测 试 时 ，影 响 测 试 系统 的误差 在 轴 承上 主 要 表
Ｅｑｕｐｍｅ Ｍ ａ ｆ ｅｒｎｇＴｅ ｈｎ ｌ ｇ ４ ， ０１１ ｉ ｎｔ ｎｕ ａ ｔｉ ｃ ｏ ｏ ｙ Ｎｏ． ２
现代数 字影像 技术在 轴承测试 中的应 用
龚朝辉 ， 博 王
（ 海军装备部 驻西安地区军事代表局 ， 陕西 西安 ７０ ６ ） １０ １
摘 要： 利用现代数 字影像技 术测试 气浮轴承有害力矩参数 的方法 ， 新颖有效 ， 解决 了轴承质心偏 移量 测试 困难 的问题 。
《 装备制造技术）０ １ ２ １ 年第 ４ 期
理分析。
分 度头
负载半径为 Ｒ， 浮子偏心半径也等效至 上 ； 偏心质
量 ， 角 为 ， 偏 则根 据 力矩 平 衡 有
ｍｌ ｉ ｌ ｓ Ｏ ＝臌 Ｒ ｓ ２ Ｒ ｎｔ ｉ ｎ （） ３
这 里 介 绍 一 种 利 用 北 航 海 尔 Ｃ Ｘ ／２版 制 图 Ａ ＡＶ 软 件 ， 绘如 图 ３和 图 ４位 置 时 Ｏ、 的值 。 以 图 ３ 测 ｔ 。 为 例 ， 先 利 用 “ 辑 一插 入对 象 ” 能将 图 ３调 入 ， 首 编 功
成的。
气体轴承因其有害力矩小 ，被广泛用于精密测 试仪器 中 ， 但对 于那些接近极 限微小力矩的测试 ， 由 于被敏感力矩的量 级与气体轴 承 自身有害力矩量级 接近 ， 使得对 于有害力矩的测试标定工作 ， 变得十分 重 要 。本 文 将 对 一 种 用 于微 小 力矩 测试 系统 的静压 气浮径 向轴承进行有害力矩参数测试 ，所采用 的新 方 法作 一介 绍 。
ｔｓ 别 表示 时 间和位 置 ； 、分 厂 示所 用 仪器 的功 能 特征 。 表
现为气浮轴承有害力矩 ，有害力矩 主要 由气体黏滞 及相 对 运 动 产生 的摩 擦 力矩 、气 体 涡动 产 生 的涡 流
力矩和浮子制造误差等原因产生的质心偏移力矩构 ２ 轴 承径 向质心偏移 的测试 成 。该 设 计 型 号气 浮轴 承 的 涡流 力矩 理 论 上 可控 制 在 （ ～２ Ｘ１－Ｎ・ 约 （ ２ Ｘ１－ｍｇ ｃｆ 范 围 １ ） ０７ ｍ（ １ ） ０３ ｆ・ｒ １ ） 随着现代数字影像技术 的普及 ，数 码摄像机因 内 ， 量 级不 足 以对 径 向测 试造 成影 响 。 该 其使 用方便 ，清晰度高 ，便 于计算机图像处理的优 摩擦转矩通过理论计算分析 点， 得到了广泛 的应用。因此我们考虑到使用高分辨 Ｔ ２ 。，ｃ ＝＂７ Ｄ （ ｔ７ ｒＢ ） （） 率 的数码摄像机对静压气浮轴承径 向工作状态进行 １
使得气体轴承在精密仪器 、 航空航天 、 交通能源等领 域 ， 到 越来 越 广泛 的应 用 。随着该 技术 的普及 与发 得 展 ， 用 的逐 步 深 入 ， 轴 承 的参 数 指标 要 求 也更 加 应 对
严格 。
半 径 间隙 ；
心率 。
占 —
按式 （） １ 计算 的摩 擦 转矩 ， 于 １ ｆｃ 。 两 小 ・ｍ 这 ｍｇ 种 力 矩通 过 静 态垂 直 测试 的方 法 ，将 气 浮轴 承轴 向 放 置 ， 以适 当压 力 ， 外 加 转 矩 的 情 况 下 ， 得 总 通 无 测 干 扰力 矩一 般 也是 小 于 １ｍ ｃ 的 。主要 影 响 静压 ・ｍ 气 浮 轴 承径 向力 矩参 数 的 ，应该 是 浮 子 质 心 偏移 造
在该 轴 承 径 向承 载 使 用这 一 过 程 中 ，作 为 时 间
和位置 的函数 ， 按特定 的安排 ， 以提供有 限的信息 可 量 。通 常 的 ， 们可 以通 过 测量 ， 我 在一 个 完 全 确 定 的 符 号 刻度 上产 生某 类 图像 。确 切地 说 ， 通 过测 量建 是
关 键 词 ： 浮轴 承 ； 气 干扰 力 矩 ； 字影 像 数
中图分类号 ： Ｈ１ ３３ Ｔ ３ ．
文献标识码 ： Ｂ
文章编号 ：６ ２ ５ ５ ２ １ ）４ ０ ９ — ３ １ ７ － ４ Ｘ【 ０ １ ０ － １ ４ ０
由于回转轻巧 、 运转平滑 、 清洁耐冷热等优点 ，
ｎ——气缝数 ；
式 中，
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摩擦 转 矩 ；
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气体黏度 ， 空气为 ｌ． Ｐ ・ ７ ａＳ； ５
浮子 长度 ；
跟踪拍摄 ， 以用于参数分析的方法 。 首先建立如图 １ 所示的测量 系统 ， 同一基准 ， 在 同样状态下 ，观测并记 录 ３ 组不同轴承负载 的图像 数据 ， 并通过计算机数字播放器 、 图像处理器（ ｈｔ Ｐｏ — ｏ ｓｏ ．） ｈｐ６ 及机械制 图（ Ａ Ａ 等软件 ， 画面进行处 ０ ＣＸ ） 对
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Ｄ ——浮子外径 ；
收 稿 日期 ：０ １ ０ — ３ ２ １－ １ １
作者简介 ： ￣ （９ １ ）男 ， 龚］ １７ － ， 浙江义乌人 ， 工程师 ， 从事装备 质量监督工作 ， 研究方 向： 雷达 电子 ， 通信导 航 ； 博 （ ９ ２ ）男 ， 王 １８一 ， 陕西西安人 ， 工程师 ， 从事装备质量监督工作 ， 研究方 向： 航空 电气仪表 ， 通信导航 。 。 １４ ９
板
再沿 图像上的位置标记绘制直线及垂线 ， 然后 即可使 用 自动标注功能 ， 测量出 ， 的值 ， 图 ５ 。 如 所示。
图 １ 径 向 工 作 监 测 系统
（） １气浮 轴承 空载状 态下 ， 浮子位 置变 化 （ 图 ２； 如 ）
图 ２ 空载 状态 起 始 位 置 ａ
立 一 个物 理量 的表 示 ， 如式 （ ） 示 ห้องสมุดไป่ตู้ ２所
Ｙ（ ， ） ｔｓ ＝ （ ， ） ｔｓ 】 （） ２ 式中，
１ 静压气浮轴承 有害力矩分析
对 于静 压 气 浮 径 向轴 承 而 言 ，当用 于 径 向承 载 力 矩 测 试 时 ，影 响 测 试 系统 的误差 在 轴 承上 主 要 表
Ｅｑｕｐｍｅ Ｍ ａ ｆ ｅｒｎｇＴｅ ｈｎ ｌ ｇ ４ ， ０１１ ｉ ｎｔ ｎｕ ａ ｔｉ ｃ ｏ ｏ ｙ Ｎｏ． ２
现代数 字影像 技术在 轴承测试 中的应 用
龚朝辉 ， 博 王
（ 海军装备部 驻西安地区军事代表局 ， 陕西 西安 ７０ ６ ） １０ １
摘 要： 利用现代数 字影像技 术测试 气浮轴承有害力矩参数 的方法 ， 新颖有效 ， 解决 了轴承质心偏 移量 测试 困难 的问题 。
《 装备制造技术）０ １ ２ １ 年第 ４ 期
理分析。
分 度头
负载半径为 Ｒ， 浮子偏心半径也等效至 上 ； 偏心质
量 ， 角 为 ， 偏 则根 据 力矩 平 衡 有
ｍｌ ｉ ｌ ｓ Ｏ ＝臌 Ｒ ｓ ２ Ｒ ｎｔ ｉ ｎ （） ３
这 里 介 绍 一 种 利 用 北 航 海 尔 Ｃ Ｘ ／２版 制 图 Ａ ＡＶ 软 件 ， 绘如 图 ３和 图 ４位 置 时 Ｏ、 的值 。 以 图 ３ 测 ｔ 。 为 例 ， 先 利 用 “ 辑 一插 入对 象 ” 能将 图 ３调 入 ， 首 编 功
成的。
气体轴承因其有害力矩小 ，被广泛用于精密测 试仪器 中 ， 但对 于那些接近极 限微小力矩的测试 ， 由 于被敏感力矩的量 级与气体轴 承 自身有害力矩量级 接近 ， 使得对 于有害力矩的测试标定工作 ， 变得十分 重 要 。本 文 将 对 一 种 用 于微 小 力矩 测试 系统 的静压 气浮径 向轴承进行有害力矩参数测试 ，所采用 的新 方 法作 一介 绍 。
ｔｓ 别 表示 时 间和位 置 ； 、分 厂 示所 用 仪器 的功 能 特征 。 表
现为气浮轴承有害力矩 ，有害力矩 主要 由气体黏滞 及相 对 运 动 产生 的摩 擦 力矩 、气 体 涡动 产 生 的涡 流
力矩和浮子制造误差等原因产生的质心偏移力矩构 ２ 轴 承径 向质心偏移 的测试 成 。该 设 计 型 号气 浮轴 承 的 涡流 力矩 理 论 上 可控 制 在 （ ～２ Ｘ１－Ｎ・ 约 （ ２ Ｘ１－ｍｇ ｃｆ 范 围 １ ） ０７ ｍ（ １ ） ０３ ｆ・ｒ １ ） 随着现代数字影像技术 的普及 ，数 码摄像机因 内 ， 量 级不 足 以对 径 向测 试造 成影 响 。 该 其使 用方便 ，清晰度高 ，便 于计算机图像处理的优 摩擦转矩通过理论计算分析 点， 得到了广泛 的应用。因此我们考虑到使用高分辨 Ｔ ２ 。，ｃ ＝＂７ Ｄ （ ｔ７ ｒＢ ） （） 率 的数码摄像机对静压气浮轴承径 向工作状态进行 １