球轴承在实际转动过程中，内、外圈与球及保持架之间存在比较复杂的运动关系，各种因素的影响使轴承无法达到理想的纯滚动状态，当滚转力矩小于阻滚力矩时，会出现球相对内、外圈的滑动，即轴承打滑现象，从而造成轴承的摩擦磨损和急剧温升，zui终导致润滑失效 ［1］ 。为分析打滑现象对轴承的影响，测量球轴承在不同转速和载荷下的打滑度变化趋势，从而为轴承设计及工艺人员提供理论支持，设计了球轴承打滑度测量仪。
1 测量原理及组成
球轴承打滑度测量仪基于轴承的运动学原理，测量时轴承外圈固定，内圈旋转。首先，在低
速下测量轴承接触角 β，并假设其不随转速和载荷变化的影响;然后，根据内圈转速和保持架转速之间的理论关系计算出轴承在不同转速和载荷下的打滑度［2］
球轴承打滑度测量仪主要由保持架转速测量
传感器、主轴转速测量模块、计算机系统(包括计算机及 Labwindows/CVI 开发平台)、测量电路、控制系统、采集卡等组成。
2 实现过程
2. 1 保持架转速的获取由于球轴承常工作于油雾和高温环境下，且转速较高，保持架转速传感器的选择和安装是本设计的关键，需选择耐高温和耐油雾的高频响非接触式传感器，因此选用了 2 种不同类型的传感器分别进行试验测试。
1)选用反射式光纤传感器。
在保持架某处贴上 1 ～2 mm 2 的反光纸或用记号笔涂上与被测体色差大的颜色进行标记。考虑到油雾环境，选配了大功率的放大器，光纤头发射光更强，使反射光在油雾中的衰减量对测量结果的影响减到zui小。另外，由于该光纤传感器的测量信号经过放大器后输出 NPN 信号，为使与接入 1780 卡的电平匹配，需要通过如图 2 所示电路将其转换为 TTL 电平信号。
2) 选用电涡流传感器。该传感器型号为ZED2，并配以放大器。在被测保持架上打孔进行
标记，在孔中镶入圆柱形棒体(或由传感器能识别材料做成的棒体)，保证棒体凸出保持架端面 1 ～2mm。为消除轴承运转过程中的不平衡量，需对称打 2 个孔，分别镶入 2 个磁性钢棒体，保持架旋转1 周传感器输出 2 个脉冲信号。另外，由于电涡流传感器的测量信号经过放大器后输出开关信号，为使其与接入 1780 卡的电平匹配，需要通过如图3 所示电路将其转换为 TTL 电平信号。
从试验结果可以看出:无油雾高温环境下，2种传感器的测量结果都满足精度要求;油雾高温
环境下，由于油雾干涉了反光量，光纤传感器测量结果完全不正确，电涡流传感器测量结果则可以满足精度要求。
由于电涡流传感器的识别标记做法比较麻烦且改变了保持架结构，可专用于油雾环境下的测
量;在油雾非常小或无油雾环境下，可以选择光纤传感器进行测量。实际测量中，将测头直径相同的 2 种传感器安装在保持架对面，设计专用夹具固定传感器测头，通过调节夹具高低改变传感器测头与被测标记之间的距离。每次测量前要将传感器测头调至能测到信号的zui大距离，以保证轴承高速运转时保持架的跳动不会撞坏传感器测头。
2. 2 轴承内圈转速的获取
轴承内圈转速即主轴的转速，通过 KH4300 磁电式传感器获取。KH4300 转速传感器内装永久磁钢，当磁芯端面近处有转动的导磁齿轮、带孔(或槽)圆盘(或轴) 等时，由于磁路中磁阻的变化，传感器内线圈即能感应输出相应的交流电压信号，输出近似正弦波电信号。球轴承打滑度测量仪的主轴端面设置有槽，将传感器对准槽顶，测量传感器的安装间隙为 0． 5 ～3． 0 mm。
2. 3 测量过程
打开测试软件，在测试界面中输入轴承的球组节圆直径、球径、球数、接触角和采样周期，启动主轴及加载设备，传感器会自动读取保持架及内圈的转速并实时显示，测量仪后台计算打滑度并实时显示轴承的打滑度曲线，自动保存测试数据，测量界面如图 4 所示。
3 应用结果及分析
对运行于高温油雾环境下的 7005 型轴承进行实际测量，该轴承球径为 5． 556 mm，球组节圆直径为42 mm，接触角为 29 ° 37' ，外圈固定，改变主轴转速，采用电涡流传感器获取保持架转速，测量结果曲线较平稳时，几组打滑度结果见表2。
由于保持架转速实时变化，因此打滑度也变化，本结果只取大致稳定后的数值作分析，经过多次测量的数据及打滑度曲线趋势分析，本仪器测量结果符合轴承打滑的理论结果，随着转速的不断提高，内沟道与球之间的静摩擦力越来越小，轴承的打滑度也越来越大。因此应用本仪器可以分析轴承载荷、转速等因素对轴承打滑度的影响。
