本报讯（记者陈彬 通讯员刘晓艳）近日，天津大学机械工程学院教授任成祖团队受陀螺旋转游戏启发，提出一种基于动能定理的滚动轴承当量摩擦系数测量方法，跨界解决了轴承摩擦特性评估难题。相关研究成果发表于《摩擦》。
使用传统摩擦力矩传感器评测滚动轴承的摩擦性能，存在工况依赖性强、离散性大、稳定性差等问题，无法区分高精密轴承摩擦性能极微小的差异。团队从使用评估角度出发，思考如何设计出在空天、新能源汽车等领域具有更高服役可靠性和极端工况适用性的高精度轴承。他们通过精巧的装置设计，使轴承像陀螺一样高速旋转直至停下，整个过程以时间为中介，巧妙搭建起动能损耗和摩擦力矩的测算关系，最终实现了摩擦特性的评估。
人们往往使用平衡法、传递法等直接测量摩擦力矩，需要轴承保持匀速转动，并且受限于力矩传感器的精度和操作。该研究放弃直接测力矩，从能量角度入手，使用高精度磁栅角速度传感器，通过观察减速过程，捕捉动态的摩擦特性，揭示出轴承摩擦特性随转速动态变化的规律。基于此，团队用一个无量纲系数——当量摩擦系数综合评价不同轴承的摩擦表现，成功将同一批次的10个高精度轴承按摩擦性能进行排序，多次验证均得到相同结果，这是传统方法无法实现的。
该方法大幅提升了轴承摩擦性能的测量精度，为推动产业进一步升级、助力我国实现关键基础零部件的自主可控奠定了技术基础。
相关论文信息：
10.26599/FRICT.2025.9440947
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