[发明专利]超声电机磨损失效寿命的快速确定方法

权利要求书

1.超声电机磨损失效寿命的快速确定方法，包括如下步骤：

a.确定超声电机加速寿命试验的加速应力和磨损失效判据，在加速应力下进行超声电机的加速寿命试验，监测磨损过程的全寿命周期中摩擦材料磨损量、转子转速、定子温度、摩擦转矩、失效时间参数；

b.在加速寿命试验进行的同时，进行正常应力下超声电机的寿命试验，监测磨损过程的中摩擦材料磨损量、转子转速、定子温度、摩擦转矩参数，在加速应力下所有电机失效后停止正常应力下的超声电机寿命试验，其参数监测方法同步骤a的监测方法；

c.基于定子行波速度解析表达式计算定子行波速度；基于超声电机的定/转子接触模型获得转子受到接触面的轴向力参数；

d.根据定子行波速度和轴向力参数，结合超声电机的定/转子磨损模型，根据所推导加速因子表达式计算加速因子；

e.根据加速因子和加速应力下的磨损失效时间反推正常应力下超声电机的使用寿命；

其中，超声电机的定/转子磨损模型记作：

模型中：

V——磨损体积；

k₀——单位长度磨损率；

w——压强；

l——磨损长度；

S——定子齿面面积；

——转子受到接触面的轴向力；

v_rotor——转子转速；

v_u——行波速度；

t——磨损时间；

则超声电机的寿命T_t可表达为：

其中，V_max为由失效判据决定的最大允许的体积磨损量，对于某一超声电机、在定/转子初始预紧力F_p0一定时认为是确定的。

2.如权利要求1所述的方法，其中，选定加速应力时，在加速应力下超声电机的寿命表达式为：

则加速因子β₀表示为：

3.如权利要求1所述的方法，其中，加速应力为电机负载、转子转速、环境温度、电机输入电压的一种或多种。

4.如权利要求1所述的方法，其中，在积累足够的摩擦材料磨损数据的情况下在加速应力下的加速寿命试验和正常应力下的寿命试验中省去监测磨损过程摩擦材料磨损量的步骤。