[發明專利]一種軸向橡塑密封油膜厚度測試方法

有效

• 申請號: 201910947446.8
• 申請日: 2019-10-08
• 公開（公告）號: CN110779437B
• 公開（公告）日: 2021-11-30
• 發明（設計）人: 白國長;趙江銘;趙華強;吳賀松;劉德平;任天平
• 申請（專利權）人: 鄭州大學
• 主分類號: G01B7/06
• 分類號: G01B7/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種軸向橡塑密封油膜厚度測試方法，其特征在于由軸向橡塑密封、磁流體、傳感頭、模擬密封副及信號提取處理電路組成，軸向橡塑密封和傳感頭之間充滿磁流體，傳感頭安裝在模擬密封副內，傳感頭的兩根導線和信號提取處理電路相連，信號提取處理電路由震蕩電路、檢波電路、濾波電路、線性補償電路、和歸一化處理電路組成；測試方法由四步組成。本發明可用于能進行橡塑密封油膜厚度的精確測量，具有結構簡單，測量精度高，線性度高及可重復性好等優點，可用于橡塑密封科學研究、工作狀態監控等領域。

技術領域

本發明涉及油膜厚度測量領域，所發明的一種軸向橡塑密封油膜厚度測試方法，能進行橡塑密封油膜厚度的精確測量，具有結構簡單，測量精度高，線性度高及可重復性好等優點，可用于橡塑密封科學研究、工作狀況監控等領域。

背景技術

在液壓系統中，采用橡塑密封是主要的動密封形式，橡塑密封件和零件之間有相對的轉動或移動，中間的油膜厚度是決定密封是否可靠的重要因素，若油膜厚度過厚，會出現跑冒滴漏現象，若油膜厚度太薄，會出現發熱嚴重，熱量不能擴散，導致密封件溫度過高，影響密封件的壽命，故確定合理的油膜厚度是進行密封件科學研究，設計密封件形狀精度及可靠性等參數的重要依據。專利201910194770.7發明了一種基于TDLAS技術的潤滑油膜厚度測量方法及其裝置，但其測試對象為金屬零件之間的油膜厚度；專利號為201811350282.2公布了推力軸承油膜厚度的測量方法，其測試對象為推力軸承，也就是說這些專利在橡塑密封中由于橡塑密封的特殊性導致不能使用，而市場上也沒見到能對橡塑密封油膜厚度進行測試的裝置。

發明內容

本發明解決的技術問題是：克服現有技術的不足，提供一種結構簡單可靠，精度高，線性度高，重復性好的能對橡塑密封油膜厚度進行精確測量的測量方法。

本發明的技術解決方案為：一種軸向橡塑密封油膜厚度測試方法，其特征在于該測試方法的測試裝置由軸向橡塑密封、磁流體、傳感頭、模擬密封副及信號提取處理電路組成，軸向橡塑密封和傳感頭之間充滿磁流體，傳感頭安裝在模擬密封副內，傳感頭的兩根導線和信號提取處理電路相連，信號提取處理電路由震蕩電路、檢波電路、濾波電路、線性補償電路和歸一化處理電路組成；包括以下步驟：1)制備特殊的潤滑油-磁流體；2)把模擬密封副開槽，把傳感頭安裝在模擬密封副槽內，注意傳感頭的上表面和模擬密封副的頂面有一定的平行度，并填滿環氧樹脂膠固化處理；待環氧樹脂膠完全固化后把模擬密封副的頂面整體精加工，保證傳感頭的上表面全部加工到，但傳感頭的加工量不能超過0.5毫米；4)按工作要求，把磁流體加在軸向橡塑密封和模擬密封副之間，并按工作狀況給橡塑密封和模擬密封增加壓力和相對轉速，根據處理電路輸出的電壓值表示出油膜的厚度。其特征在于；所加入的磁粉為釹鐵硼磁粉，顆粒度為納米級；油膜厚度的表達式為：式中，h為油膜厚度，L為繞組、鐵芯和磁流體組成磁路的電感；g為油膜處磁流體部分長度；z為傳感器繞組匝數；u_f為磁流體磁導率，根據測量出的磁路電感來表征油膜厚度；其特征在于：傳感頭由繞組纏繞在鐵芯上，鐵芯由兩片薄硅鋼片組成，硅鋼片中間噴絕緣漆粘接，其特征在于：模擬密封副采用不導磁不銹鋼，模擬密封副上開槽要大于鐵芯至少一邊1毫米；其特征在于：信號處理電路中震蕩電路采用電容電感耦合型震蕩電路，電阻R1Z2和電阻R1Z3并聯，然后和電阻R1Z1串聯，組成一個可調電阻組，之后接R2，R2一端接運算放大器UA的正輸入端，另一端接電容C1，運算放大器UA的負端接三極管QZ的發射極，輸出端接電容C1端，然后接三極管QZ的基極，三極管QZ的發射極接繞組的一端，繞組的另一端接電源正極VCC，電阻R15和繞組兩端并聯，電容C2一端接三極管QZ的集電極，一端接R4一端，R4另一端接三極管QZ的發射極，C2和R4匯接后接電感L1，L1和R5串聯，然后接地；檢波電路由二極管D1和電阻R6串聯，電源正端Vcc通過電容C4連接在D1和電阻R6之間，R7和D2串聯后接地；濾波電路由運算放大器UB，電阻R11Z3和R11Z2并聯，然后和R11Z1串聯后組成電阻組接于運算放大器UB的反向接入端和輸出端，電容C5和電阻組并聯也連接于運算放大器UB的反向輸入端和輸出端；線性補償電路由電源的正端，接電阻R8，電阻R9Z2和電阻R9Z3并聯，然后和電阻R9Z1串聯，組成電容組，電容組一端接R8一端，另一端接地；電阻R10連R8和電阻組之間，另一端連接于C5和另一電阻組之間；歸一化處理電路由R12和R14組成，R12一端接地，然后接R14，R14另一端即為輸出，其特征在于：信號處理電路中的可調電阻用兩個電阻并聯然后和另一電阻串聯的方式來實現。