[发明专利]超声电机磨损失效寿命的快速确定方法

摘要

本发明公开了一种超声电机磨损失效寿命的快速确定方法，即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、失效时间等参数；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，监测磨损过程中摩擦材料磨损量等参数，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；基于定子行波速度解析表达式计算定子行波速度并基于超声电机的定/转子接触模型获得转子受到接触面的轴向力等寿命试验过程中不易测得的参数；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。在加速应力下，寿命试验耗时较短，起到快速确定寿命的目的。

主权项

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；vrotor——转子转速；vu——行波速度；t——磨损时间；则超声电机的寿命Tt可表达为：其中，Vmax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Fp0一定时认为是确定的。