[发明专利]一种水轮机用推力轴承—巴氏合金瓦的油膜厚度测量方法

说明书

本发明提供一种水轮机用推力轴承—巴氏合金瓦的油膜厚度测量方法。本发明方法通过安装在扇形巴氏合金瓦进、出油端的电涡流位移传感器，进行油膜厚度测量。现有技术在应用电涡流位移传感器在测量油膜厚度过程中，存在电涡流的零点漂移的特征即标定困难的特点，本发明采用角度测量编码器，通过高速采集、处理采用多个零点轮换，消除诸多影响电涡流位移传感器测量精度的因素，解决水轮机组测量过程中电涡流零点选择问题，完成初始标定，实现巴氏合金推力轴承的油膜厚度测量。通过建立推力轴承进、出油端油膜厚度与油膜温度的函数关系，完成整套推力轴承油膜的测量计算，减少了传感器的布置数量及系统硬件的复杂性。

技术领域

本发明涉及轴承检测技术领域，尤其涉及一种水轮机用推力轴承—巴氏合金瓦的油膜厚度测量方法。

背景技术

推力轴承作为一种关键的基础零部件，在运行过程中，起着保证设备正常运作上的重要作用。推力轴承的油膜状态在很大程度上反映着设备的运行状态，因而对油膜厚度的准确测量就有着十分重要的意义。早在上个世纪七、八十年代，人们就对润滑油的油膜压力分布、油膜厚度理论计算有过深入的研究，在推力轴承实际应用过程中也很少出现问题。目前，关于对推力轴承油膜厚度的测量方法有很多，包括电阻法、电容法、光干涉法、电涡流法、光纤位移传感器法等。

在科研中有过许多报道，但以上方法在实际应用的过程中都存在着一些不足。在科研中有过许多报道，但以上方法在实际应用的过程中都存在着一些不足。例如电阻法受介质影响大只能给出变化趋势；电容法测量的为平均油膜厚度，实际应用价值不大；光反射法使用条件苛刻，多应用实验室中，应用困难。电涡流法作为常用的一种测量方法，它的基本原理是把接通高频正弦交变电流的扁平线圈置于金属导体附近时产生交变磁场。由于交变磁场的反作用，使产生磁场的通电线圈的有效阻抗发生变化。设金属导体材质均匀和各向同性，当金属导体电导率、磁导率、尺寸因子、线圈激励电流、角频率等参数不变时，线圈的特征阻抗就成为传感器探头与金属导体表面距离的单值函数。在一定范围内呈线性关系。利用该特征，通过电子线路将线圈阻抗的变化转化为电压的变化，即可实现传感器探头与被测导体相对位移量的测量。利用这一特征可实现油膜厚度的非接触测量。准确测量被测金属物体与传感器探头端面之间的静态或动态位移，结构简单、测量精度高、灵敏度高、动态响应好，是推力轴承油膜厚度测量应用较为广泛的一种方法。然而，电涡流位移传感器易受被测物质材质本身、缺陷、机械加工等原因造成测量误差，初始标定的误差较大也导致了在水轮机油膜厚度测量上仍存在一定的限制。

发明内容

根据上述提出的技术问题，而提供一种水轮机用推力轴承—巴氏合金瓦的油膜厚度测量方法。本发明通过角度测量编码器，通过高速采集、处理、采用多个零点轮换，实现巴氏合金推力轴承的油膜厚度精准测量。本发明采用的技术手段如下：

一种水轮机用推力轴承—巴氏合金瓦的油膜厚度测量方法，包括如下步骤：

步骤1、轴承上传感器的设置与安装：

在其中两个相对设置的巴氏合金瓦的进油端分别安装用以实时测量进油端油膜厚度变化的进油端电涡流位移传感器；

在所述两个相对设置的巴氏合金瓦的出油端分别安装用以实时测量出油端油膜厚度变化的出油端电涡流位移传感器；

在每块巴氏合金瓦上均安装用于测量油膜温度的温度传感器；

步骤2、轴承安装及试验机组传感器的安装：

将安装好传感器的推力轴承安装在试验机组上，在试验机组上安装用以测量位置信息的角度测量编码器，将电涡流位移传感器与数据采集单元、数据处理单元相连；

步骤3、初始测量点标定：

通过手动盘车的方式旋转试验机组镜板，间隔预设角度后停止盘车，静止一定时间后，记录当前位置电涡流传感器数值，重复该步骤，继续盘车相同角度，直至盘车一整周；

步骤4、试验机组启动后数据采集：