兩個(gè)陀螺同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)，哪個(gè)先停下來(lái)？很多孩子都玩過(guò)的陀螺游戲，竟意外成了天津大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院任成祖教授課題組跨界解決軸承摩擦特性評(píng)估難題的靈感。近日，相關(guān)研究成果以“基于動(dòng)能變化測(cè)量滾動(dòng)軸承的當(dāng)量摩擦系數(shù)”為題發(fā)表在國(guó)際著名期刊《摩擦》上。
　　
　　深耕高精度滾動(dòng)軸承超精密加工技術(shù)與裝備研究的任成祖在科研中遇到一個(gè)難題：在太空等極端環(huán)境，高精密軸承的摩擦越少、能量的損耗越小越好。但同一條生產(chǎn)線上產(chǎn)出的幾乎一模一樣的超高精密軸承，哪個(gè)的摩擦性能更好一些？他發(fā)現(xiàn)，使用傳統(tǒng)的摩擦力矩傳感器評(píng)測(cè)滾動(dòng)軸承的摩擦性能存在工況依賴性強(qiáng)、離散性大、穩(wěn)定性差等問(wèn)題，無(wú)法區(qū)分出高精密軸承摩擦性能極為微小的差異。
　　
　　受陀螺旋轉(zhuǎn)游戲的啟發(fā)，團(tuán)隊(duì)提出了一種基于動(dòng)能定理的滾動(dòng)軸承當(dāng)量摩擦系數(shù)的測(cè)量方法�！熬拖癫煌�設(shè)計(jì)品質(zhì)的陀螺停止總有先后，能量的耗散也就是摩擦做功可以隨時(shí)間反映出來(lái)。”任成祖解釋說(shuō)。
　　
　　團(tuán)隊(duì)成員從使用評(píng)估的角度出發(fā)，思考如何設(shè)計(jì)出在空天、新能源汽車等領(lǐng)域具有更高服役可靠性和極端工況適用性的高精度軸承。他們通過(guò)精巧的裝置設(shè)計(jì)，使軸承像陀螺一樣高速旋轉(zhuǎn)直至停下，整個(gè)過(guò)程以時(shí)間為中介，巧妙地搭建起動(dòng)能損耗和摩擦力矩的測(cè)算關(guān)系，最終實(shí)現(xiàn)摩擦特性的評(píng)估。
　　
　　新方法大幅提升了軸承摩擦性能的測(cè)量精度，為推動(dòng)產(chǎn)業(yè)進(jìn)一步升級(jí)、助力我國(guó)實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵基礎(chǔ)零部件自主可控奠定技術(shù)基礎(chǔ)。