[發明專利]一種徑向滑動軸承全周潤滑膜厚度動態測量裝置及方法

在審

• 申請號: 201810178775.6
• 申請日: 2018-03-05
• 公開（公告）號: CN108469237A
• 公開（公告）日: 2018-08-31
• 發明（設計）人: 金勇;黃海;歐陽武;程啟程;王磊
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: G01B17/02
• 分類號: G01B17/02
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 張惠玲

本發明涉及徑向滑動軸承潤滑狀態監測技術領域，特指一種徑向滑動軸承全周潤滑膜厚度動態測量裝置及方法，包括設于軸內的超聲波傳感器、超聲波脈沖發射接收器、無線遙測感應裝置、示波器與PC機，超聲波傳感器通過同軸電纜連接于超聲波脈沖發射接收器，超聲波脈沖發射接收器連接于無線遙測感應裝置，無線遙測感應裝置通過USB轉接線連接于示波器，示波器通過USB接口連接于PC機。采用將超聲波傳感器安裝在主軸內，對軸承工作面破壞較小甚至無破壞，且超聲波傳感器隨軸轉動，信號通過超聲波脈沖發射接收器接收并通過無線遙測裝置采集，再通過示波器傳輸至PC機上，可以獲取徑向軸承動態的全周膜厚分布數據，膜厚信息更全面。

技術領域

本發明涉及徑向滑動軸承潤滑狀態監測技術領域，特指一種徑向滑動軸承全周潤滑膜厚度動態測量裝置及方法。

背景技術

滑動軸承廣泛應用于高速機床、高速離心機、汽輪發電機組、船舶軸系等設備中。作為一種關鍵基礎零部件，滑動軸承既是這些關鍵設備的重要支撐零件，又是保證其完成旋轉運動的關鍵摩擦副，對設備的正常運行起著至關重要的作用。滑動軸承潤滑是依靠流體潤滑膜將軸瓦和軸頸表面隔開的，潤滑膜的狀態在很大程度上反映著設備的運行狀態。而在重載、低速或者水潤滑滑動軸承應用場合，由于軸段長，液膜承載力小。當軸上有配重時，導致軸承不同的部位可能出現干摩擦、混合潤滑、流體潤滑等狀態。因此為感知潤滑狀態，找到各種潤滑狀態的膜厚分布，為優化軸承結構提供依據顯得尤為重要。

目前，能夠給出接觸區膜厚分布的測量方法包括電學、磁學、光學等方法，但這些只是單點的膜厚測量技術并且都有各自的適應范圍和局限性。在中國專利200810150326.7：滑動軸承潤滑膜的動態測量方法及測量用光纖傳感器，專利授權日期：2010年6月9日中，提出在滑動軸承軸瓦兩個端面互成90度安裝光纖傳感器測量，最后通過現論公式間接計算出膜厚。這種方法不僅對軸承破壞大，而且只能實現單點測量。另在中國專利201310260854.9：一種滑動軸承全域潤滑膜厚分布的測量方法，專利授權日期：2016年8月17日中，提出軸瓦上全周布置多個傳感器測量，這種方法不僅打孔多對軸承破壞較大，而且測量點仍然有限，傳感器安裝過密也會相互產生干擾，對測量結果造成誤差。因此，研究能夠對于實際材質的軸承給出接觸區全域膜厚分布情況，開發基于新的機理及性能良好的滑動軸承全周膜厚測量方法及裝置對滑動軸承領域及科學研究等都有著重要的意義。

發明內容

針對以上問題，本發明提供了一種徑向滑動軸承全周潤滑膜厚度動態測量裝置及方法，采用將超聲傳感器安裝在轉軸上隨軸旋轉，信號通過無線遙測系統采集，實現對軸承工作面極少破壞的前提下完成徑向滑動軸承全周膜厚的動態測量。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案如下：

一種徑向滑動軸承全周潤滑膜厚度動態測量裝置，包括設于軸內的超聲波傳感器、超聲波脈沖發射接收器、無線遙測感應裝置、示波器與PC機，超聲波傳感器通過同軸電纜連接于超聲波脈沖發射接收器，超聲波脈沖發射接收器連接于無線遙測感應裝置，無線遙測感應裝置通過USB轉接線連接于示波器，示波器通過USB接口連接于PC機。

進一步而言，所述無線遙測感應裝置包括無線發射模塊、無線感應線圈、無線拾取感應器、解調器與控制器，超聲波脈沖發射接收器與無線發射模塊相連，無線發射模塊與無線感應線圈對應設置，無線感應線圈與無線拾取感應器對應設置，無線拾取感應器連接于解調器，解調器連接于控制器。

進一步而言，所述超聲波傳感器的直徑為7mm，厚度為0.2mm的超聲波壓電元件。

一種徑向滑動軸承全周潤滑膜厚度動態測量裝置，其測量方法，步驟如下：

步驟一、將超聲波傳感器裝在主軸內，將線纜通過線槽引出，并與超聲波脈沖發射接收器相連，通過無線感應線圈接收信號引到軸外并通過無線拾取感應器進行采集，當主軸旋轉時，能實現超聲波傳感器完成對主軸全周的測量；