[发明专利]一种径向滑动轴承全周润滑膜厚度动态测量装置及方法

说明书

本发明涉及径向滑动轴承润滑状态监测技术领域，特指一种径向滑动轴承全周润滑膜厚度动态测量装置及方法，包括设于轴内的超声波传感器、超声波脉冲发射接收器、无线遥测感应装置、示波器与PC机，超声波传感器通过同轴电缆连接于超声波脉冲发射接收器，超声波脉冲发射接收器连接于无线遥测感应装置，无线遥测感应装置通过USB转接线连接于示波器，示波器通过USB接口连接于PC机。采用将超声波传感器安装在主轴内，对轴承工作面破坏较小甚至无破坏，且超声波传感器随轴转动，信号通过超声波脉冲发射接收器接收并通过无线遥测装置采集，再通过示波器传输至PC机上，可以获取径向轴承动态的全周膜厚分布数据，膜厚信息更全面。

技术领域

本发明涉及径向滑动轴承润滑状态监测技术领域，特指一种径向滑动轴承全周润滑膜厚度动态测量装置及方法。

背景技术

滑动轴承广泛应用于高速机床、高速离心机、汽轮发电机组、船舶轴系等设备中。作为一种关键基础零部件，滑动轴承既是这些关键设备的重要支撑零件，又是保证其完成旋转运动的关键摩擦副，对设备的正常运行起着至关重要的作用。滑动轴承润滑是依靠流体润滑膜将轴瓦和轴颈表面隔开的，润滑膜的状态在很大程度上反映着设备的运行状态。而在重载、低速或者水润滑滑动轴承应用场合，由于轴段长，液膜承载力小。当轴上有配重时，导致轴承不同的部位可能出现干摩擦、混合润滑、流体润滑等状态。因此为感知润滑状态，找到各种润滑状态的膜厚分布，为优化轴承结构提供依据显得尤为重要。

目前，能够给出接触区膜厚分布的测量方法包括电学、磁学、光学等方法，但这些只是单点的膜厚测量技术并且都有各自的适应范围和局限性。在中国专利200810150326.7：滑动轴承润滑膜的动态测量方法及测量用光纤传感器，专利授权日期：2010年6月9日中，提出在滑动轴承轴瓦两个端面互成90度安装光纤传感器测量，最后通过现论公式间接计算出膜厚。这种方法不仅对轴承破坏大，而且只能实现单点测量。另在中国专利201310260854.9：一种滑动轴承全域润滑膜厚分布的测量方法，专利授权日期：2016年8月17日中，提出轴瓦上全周布置多个传感器测量，这种方法不仅打孔多对轴承破坏较大，而且测量点仍然有限，传感器安装过密也会相互产生干扰，对测量结果造成误差。因此，研究能够对于实际材质的轴承给出接触区全域膜厚分布情况，开发基于新的机理及性能良好的滑动轴承全周膜厚测量方法及装置对滑动轴承领域及科学研究等都有着重要的意义。

发明内容

针对以上问题，本发明提供了一种径向滑动轴承全周润滑膜厚度动态测量装置及方法，采用将超声传感器安装在转轴上随轴旋转，信号通过无线遥测系统采集，实现对轴承工作面极少破坏的前提下完成径向滑动轴承全周膜厚的动态测量。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种径向滑动轴承全周润滑膜厚度动态测量装置，包括设于轴内的超声波传感器、超声波脉冲发射接收器、无线遥测感应装置、示波器与PC机，超声波传感器通过同轴电缆连接于超声波脉冲发射接收器，超声波脉冲发射接收器连接于无线遥测感应装置，无线遥测感应装置通过USB转接线连接于示波器，示波器通过USB接口连接于PC机。

进一步而言，所述无线遥测感应装置包括无线发射模块、无线感应线圈、无线拾取感应器、解调器与控制器，超声波脉冲发射接收器与无线发射模块相连，无线发射模块与无线感应线圈对应设置，无线感应线圈与无线拾取感应器对应设置，无线拾取感应器连接于解调器，解调器连接于控制器。

进一步而言，所述超声波传感器的直径为7mm，厚度为0.2mm的超声波压电元件。

一种径向滑动轴承全周润滑膜厚度动态测量装置，其测量方法，步骤如下：

步骤一、将超声波传感器装在主轴内，将线缆通过线槽引出，并与超声波脉冲发射接收器相连，通过无线感应线圈接收信号引到轴外并通过无线拾取感应器进行采集，当主轴旋转时，能实现超声波传感器完成对主轴全周的测量；