[发明专利]船用柴油机滑动主轴承热电信号标定装置及标定方法

说明书

本发明涉及一种船用柴油机滑动主轴承热电信号标定装置，它包括工业电脑、可编程逻辑控制器、伺服驱动器、数据采集卡、电机、前支撑轴承、后支撑轴承、实验轴承、转速传感器、热电传感器、扭矩传感器、瓦背温度传感器、润滑油温度传感器、润滑油压力传感器、液压缸、液压油箱、液压泵、润滑油箱、润滑油泵、润滑油加热器、液压传感器和位移信号传感器；本发明采用灵活的反馈控制策略，保证升降转速和调整载荷平稳过度，提供试验轴承稳定的变工况条件，实现了热电信号动态标定。

技术领域

本发明涉及船用柴油机技术领域，具体涉及一种船用柴油机滑动主轴承热电信号标定装置及标定方法。

背景技术

作为柴油机的主要摩擦副之一，偏心轴和主轴承是柴油机的关键零部件和易损件。偏心轴在运动过程中受力复杂，在柴油机工作循环中呈周期性变化的交变载荷作用下，主轴承容易发热和磨损。主轴承的不均匀过度磨损又会使得轴承间隙增大，引起轴颈对主轴承的冲击力增大，直接影响柴油机的总体工作性能；主轴承的过度磨损还会造成缸套、活塞和活塞环的快速磨损，导致燃烧室燃气窜气和燃油消耗率增加，直接影响柴油机的输出功率。资料统计表明，因摩擦造成的能量损失占柴油机总能量损失的80％，其中因轴承磨损导致的能量损失占柴油机总体摩擦功率损失的50％～60％。严重的主轴承磨损甚至会导致偏心轴变形、抱熔折断和偏心轴箱爆炸等恶性事故的发生，不但会带来重大经济损失，更重要的是会给柴油机的安全运行埋下巨大隐患。

目前监测船用柴油机主轴承磨损状态的方法主要有油液法、温度法、振动法和应变法等方法，受柴油机内部信号激励源多、活动部件运动复杂等原因，这些方法均不能实时、准确、定位具体的故障主轴承。柴油机主轴承正常运转情形下，偏心轴和轴瓦间有润滑油油膜隔开，避免了两种金属直接接触，油膜摩擦产生热量，造成轴瓦温度大幅度升高，参考文献：朱军,杨建国,孙波,余永华.监测柴油机主轴承磨损状态的热电法试验研究[J].内燃机工程,2014,(04):79-84.也设计了基于热电效应的船用柴油机滑动轴承热-电传感器，能够引出偏心轴—机体温差电势并根据热电信号识别有磨损主轴承。由于不同热电传感器的测量特性不同，需要对其进行标定；不同主轴和轴瓦材料其热电信号幅值与磨损量的关系不统一，亦需要进行标定。

发明内容

本发明的目的在于提供一种船用柴油机滑动主轴承热电信号标定装置及标定方法，本发明采用灵活的反馈控制策略，保证升降转速和调整载荷平稳过度，提供试验轴承稳定的变工况条件，实现了热电信号动态标定。

为解决上述技术问题，本发明公开的一种船用柴油机滑动主轴承热电信号标定装置，其特征在于，它包括工业电脑、可编程逻辑控制器、伺服驱动器、数据采集卡、电机、前支撑轴承、后支撑轴承、实验轴承、转速传感器、热电传感器、扭矩传感器、瓦背温度传感器、润滑油温度传感器、润滑油压力传感器、液压缸、液压油箱、液压泵、润滑油箱、润滑油泵、润滑油加热器、液压传感器和位移信号传感器；

其中，工业电脑的信号输出端连接可编程逻辑控制器的信号输入端，可编程逻辑控制器的伺服驱动控制信号输出端连接伺服驱动器的信号输入端，伺服驱动器的信号输出端连接电机的控制信号输入端，电机的输出轴与偏心轴的前端同轴固定连接，实验轴承的外圈设置在液压缸的活塞杆的顶部，实验轴承的润滑油通道内设有润滑油温度传感器和润滑油压力传感器，实验轴承的轴瓦检测孔上安装有瓦背温度传感器，扭矩传感器安装在偏心轴的前同轴段，偏心轴的前同轴段装配在前支撑轴承的内圈中，偏心轴的中部偏心轴段装配在实验轴承的内圈中，偏心轴的后同轴段装配在后支撑轴承的内圈中，后同轴段的后端安装有齿轮，齿轮上设置有用于测量齿轮转速的转速传感器，齿轮的轴心固定连接热电传感器的输入轴，热电传感器内部自带的光电编码器用于对热电传感器的输入轴进行检测从而得到偏心轴的转角信号；

所述液压泵的输入端连接液压油箱，液压泵的输出端通过上加载阀连接活塞上部的液压缸腔体，液压泵的输出端还通过下加载阀连接活塞下部的液压缸腔体，液压缸内设有液压传感器，实验轴承上设有位移信号传感器；