一種滑動軸承油膜壓力和油膜溫度的三維測量方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種滑動軸承油膜壓力和油膜溫度的三維測量方法，具體步驟如下：1.制作第一輔助安裝工具和第二輔助安裝工具，兩個工具結(jié)構(gòu)完全相同，尺寸不同；2.在該空心轉(zhuǎn)子軸上開出第一螺紋孔和第二螺紋孔，兩個螺紋孔相互垂直；第一螺紋孔的直徑和深度與溫度傳感器的外形相匹配，第二螺紋孔的直徑和深度與壓力傳感器的外形相匹配；3.安裝溫度傳感器和壓力傳感器；4.將空心轉(zhuǎn)子軸與滑動軸承安裝于滑動軸承測量平臺上；5.將壓力傳感器和溫度傳感器的數(shù)據(jù)線從空心轉(zhuǎn)子軸一端引出，將旋轉(zhuǎn)的數(shù)據(jù)線連接到集電環(huán)輸入端，輸出端固定；6.壓力傳感器和溫度傳感器采集的數(shù)據(jù)經(jīng)過采集系統(tǒng)傳輸?shù)接嬎銠C，得到油膜壓力和油膜溫度的測量數(shù)據(jù)。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及物理特征測量
，具體為一種滑動軸承油膜壓力和油膜溫度的三維測量方法。
技術(shù)介紹
滑動軸承是一種回轉(zhuǎn)軸支承元件，憑借其工作平穩(wěn)、可靠、噪音低、結(jié)構(gòu)簡單、便于拆裝等優(yōu)點而被廣泛應(yīng)用于旋轉(zhuǎn)機械中。但是，滑動軸承工作時轉(zhuǎn)子與軸瓦有相對運動，它們之間會形成壓力油膜，油膜壓力會反過來作用于軸瓦和轉(zhuǎn)子上，可能會導(dǎo)致軸瓦變形失效和轉(zhuǎn)子相對于平衡位置發(fā)生振動。而且，軸頸在旋轉(zhuǎn)時，油膜受到剪切力，產(chǎn)生摩擦熱，導(dǎo)致潤滑油膜溫度上升。而當(dāng)溫度過高時，能顯著地改變潤滑劑的粘度，進而影響油膜壓力分布和承載能力；還可能因為溫度過高，導(dǎo)致軸瓦變形失效。尤其是當(dāng)高速重載、摩擦力很大時，壓力和溫度對滑動軸承的性能有很大影響。所以研究油膜壓力和溫度對滑動軸承性能的影響具有比較重大的實用意義。傳統(tǒng)的滑動軸承實驗臺利用在徑向不同位置布置的壓力表進行測量油膜壓力，現(xiàn)在也有利用壓力傳感器進行測量油膜壓力，但都不能測量連續(xù)的油膜壓力。現(xiàn)有的可以測量連續(xù)的油膜壓力的實驗臺采用無線傳感器測量油膜壓力，但是無線傳感器受外界影響較大，導(dǎo)致測量不準(zhǔn)；而且只能采集固定位置的徑向油膜壓力，不能測得不同軸向位置的徑向油膜壓力。而現(xiàn)有的測量油膜溫度的實驗臺都是通過貼片或熱電偶測得，大部分測得還只是軸承的端泄溫度，并不能很好的反映油膜的實際三維溫度分布。
技術(shù)實現(xiàn)思路
針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本專利技術(shù)擬解決的技術(shù)問題是，提供一種滑動軸承油膜壓力和油膜溫度的三維測量方法。該檢測方法在空心轉(zhuǎn)子軸旋轉(zhuǎn)時，利用壓力傳感器和溫度傳感器獲得滑動軸承徑向連續(xù)的油膜壓力和油膜溫度數(shù)據(jù)；通過移動滑塊，改變壓力傳感器和溫度傳感器與滑動軸承的相對位置，可以測量滑動軸承軸向不同位置的徑向連續(xù)的油膜壓力和油膜溫度。具有方法簡單，適用性好，便于推廣等特點。本專利技術(shù)解決所述技術(shù)問題的技術(shù)方案是，提供一種滑動軸承油膜壓力和油膜溫度的三維測量方法，其特征在于該測量方法的具體步驟如下：(1)制作第一輔助安裝軸和第二輔助安裝軸，兩個輔助安裝軸結(jié)構(gòu)完全相同，尺寸不同；第一輔助安裝軸用于安裝溫度傳感器，第二輔助用于安裝軸安裝壓力傳感器；輔助安裝軸的結(jié)構(gòu)是：軸向開有通孔，軸的直徑大于對應(yīng)傳感器的頭部，通孔的直徑小于對應(yīng)傳感器的頭部，軸端面的形狀與對應(yīng)傳感器的頭部形狀相吻合；(2)制作空心轉(zhuǎn)子軸；并在空心轉(zhuǎn)子軸上開出第一螺紋孔和第二螺紋孔，兩個螺紋孔相互垂直，第一螺紋孔用于安裝溫度傳感器，第二螺紋孔用于安裝壓力傳感器；第一螺紋孔的直徑和深度與溫度傳感器的外形相匹配，第二螺紋孔的直徑和深度與壓力傳感器的外形相匹配；(3)安裝溫度傳感器和壓力傳感器：將溫度傳感器的數(shù)據(jù)線從第一輔助安裝軸一端穿入，另一端穿出，將溫度傳感器的頭部與第一輔助安裝軸的安裝端對齊；然后第一輔助安裝軸從第一工藝孔穿入，通過旋轉(zhuǎn)第一輔助安裝軸，使得溫度傳感器的螺紋與第一螺紋孔配合，完成溫度傳感器的安裝；將壓力傳感器的數(shù)據(jù)線從第二輔助安裝軸一端穿入，另一端穿出，將壓力傳感器的頭部與第二輔助安裝軸的安裝端對齊；然后第二輔助安裝軸從第二工藝孔穿入，通過旋轉(zhuǎn)第二輔助安裝軸，使得壓力傳感器的螺紋與第二螺紋孔配合，完成壓力傳感器的安裝；最后，用細長桿從空心轉(zhuǎn)子軸一端伸入，將溫度傳感器的數(shù)據(jù)線和壓力傳感器的數(shù)據(jù)線引出空心轉(zhuǎn)子軸；將螺塞安裝到第一工藝孔和第二工藝孔中，螺塞尺寸與第一工藝孔和第二工藝孔相匹配；(4)將空心轉(zhuǎn)子軸與滑動軸承安裝于滑動軸承測量平臺上：所述滑塊安裝在實驗臺基座的導(dǎo)軌上，滑動軸承通過軸承座安裝在滑塊上；所述空心轉(zhuǎn)子軸的一端與聯(lián)軸器連接，中部穿過滑動軸承的內(nèi)圈，另一端與集電環(huán)連接，并通過滾動軸承支撐；(5)布置壓力傳感器和溫度傳感器的數(shù)據(jù)線：將壓力傳感器和溫度傳感器的數(shù)據(jù)線從空心轉(zhuǎn)子軸一端引出，將旋轉(zhuǎn)的數(shù)據(jù)線連接到集電環(huán)輸入端，集電環(huán)輸入端與空心轉(zhuǎn)子軸同步轉(zhuǎn)動，輸出端固定；(6)數(shù)據(jù)經(jīng)過采集系統(tǒng)傳輸?shù)接嬎銠C：壓力傳感器和溫度傳感器將被測量的物理信號轉(zhuǎn)換為電信號，經(jīng)過放大濾波電路將微弱電信號放大，然后通過A/D轉(zhuǎn)換電路，把連續(xù)的電信號轉(zhuǎn)換為離散的數(shù)字信號，通過有線傳輸?shù)挠嬎銠C上，最后通過信號處理軟件處理，將離散的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為連續(xù)的模擬信號進行顯示，得到油膜壓力和油膜溫度的測量數(shù)據(jù)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)有益效果在于：(1)通過改變空心轉(zhuǎn)子軸的結(jié)構(gòu)，使得壓力傳感器和溫度傳感器的安裝方式更加符合實際的安裝工藝。在空心轉(zhuǎn)子軸內(nèi)銑有平面臺階，方便傳感器的安裝與固定。(2)通過移動滑塊改變傳感器與滑動軸承的相對位置，代替在空心轉(zhuǎn)子軸上沿軸向安裝多個傳感器來測量滑動軸承軸向不同位置的油膜壓力和油膜溫度，這樣設(shè)計既減小了對空心轉(zhuǎn)子軸的破壞，又可以測量軸向任何位置的壓力和溫度，解決了由于滑動軸承在工作時，其轉(zhuǎn)軸在轉(zhuǎn)動之中，無法放置有線傳感器，其信號也難以傳輸出來，致使滑動軸承三維油膜壓力和油膜溫度無法測量的難題。(3)空心轉(zhuǎn)子軸通過聯(lián)軸器與電機相連，主軸受到扭矩旋轉(zhuǎn)，而不受徑向的力。(4)通過有線傳輸數(shù)據(jù)，可以保證測量結(jié)果不受外界環(huán)境的影響。附圖說明圖1是本專利技術(shù)滑動軸承油膜壓力和油膜溫度的三維測量方法一種實施例的空心轉(zhuǎn)子軸左視結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本專利技術(shù)滑動軸承油膜壓力和油膜溫度的三維測量方法一種實施例的安裝完溫度傳感器、壓力傳感器和螺塞后的空心轉(zhuǎn)子軸左視結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本專利技術(shù)滑動軸承油膜壓力和油膜溫度的三維測量方法一種實施例的滑動軸承測量平臺主視結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本專利技術(shù)滑動軸承油膜壓力和油膜溫度的三維測量方法一種實施例的滑動軸承測量平臺的局部剖視主視結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本專利技術(shù)滑動軸承油膜壓力和油膜溫度的三維測量方法一種實施例的滑動軸承測量平臺的局部剖視主視結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是本專利技術(shù)滑動軸承油膜壓力和油膜溫度的三維測量方法一種實施例的第一輔助安裝工具主視結(jié)構(gòu)示意圖；圖7是本專利技術(shù)滑動軸承油膜壓力和油膜溫度的三維測量方法一種實施例的第一輔助安裝工具右視結(jié)構(gòu)示意圖；圖8是本專利技術(shù)滑動軸承油膜壓力和油膜溫度的三維測量方法一種實施例的第二輔助安裝工具主視結(jié)構(gòu)示意圖；圖9是本專利技術(shù)滑動軸承油膜壓力和油膜溫度的三維測量方法一種實施例的第二輔助安裝工具右視結(jié)構(gòu)示意圖；圖10是本專利技術(shù)滑動軸承油膜壓力和油膜溫度的三維測量方法一種實施例的數(shù)據(jù)經(jīng)過采集系統(tǒng)傳輸?shù)接嬎銠C的流程圖。(圖中：1、空心轉(zhuǎn)子軸；2、第一工藝孔；3、第一螺紋孔；4、第二工藝孔；5、第二螺紋孔；6、滑動軸承；7、滑塊；8、第一輔助安裝工具；9、溫度傳感器；10、第二輔助安裝工具；11、壓力傳感器；12、集電環(huán)；13、實驗臺基座；14、電動機；15、聯(lián)軸器；16、滾動軸承)具體實施方式下面給出本專利技術(shù)的具體實施例。具體實施例僅用于進一步詳細說明本專利技術(shù)，不限制本申請權(quán)利要求的保護范圍。本專利技術(shù)提供了一種滑動軸承油膜壓力和油膜溫度的三維測量方法，為測量滑動軸承油膜壓力和油膜溫度的分布規(guī)律，該測量方法的具體步驟如下：(1)制作第一輔助安裝工具8和第二輔助安裝工具10：為了便于安裝溫度傳感器9和壓力傳感器11，制作第一輔助安裝工具8和第二輔助安裝工具10，兩個工具結(jié)構(gòu)完全相同，尺寸不同(參見圖6-9)；第一輔助安裝工具8用于輔助安裝溫度傳感器9，第二輔助安裝工具10用于輔助安裝壓力傳感器11。輔助安裝工具的制作方法是本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種滑動軸承油膜壓力和油膜溫度的三維測量方法，其特征在于該測量方法的具體步驟如下：(1)制作第一輔助安裝軸和第二輔助安裝軸，兩個輔助安裝軸結(jié)構(gòu)完全相同，尺寸不同；第一輔助安裝軸用于安裝溫度傳感器，第二輔助用于安裝軸安裝壓力傳感器；輔助安裝軸的結(jié)構(gòu)是：軸向開有通孔，軸的直徑大于對應(yīng)傳感器的頭部，通孔的直徑小于對應(yīng)傳感器的頭部，軸端面的形狀與對應(yīng)傳感器的頭部形狀相吻合；(2)制作空心轉(zhuǎn)子軸；并在空心轉(zhuǎn)子軸上開出第一螺紋孔和第二螺紋孔，兩個螺紋孔相互垂直，第一螺紋孔用于安裝溫度傳感器，第二螺紋孔用于安裝壓力傳感器；第一螺紋孔的直徑和深度與溫度傳感器的外形相匹配，第二螺紋孔的直徑和深度與壓力傳感器的外形相匹配；(3)安裝溫度傳感器和壓力傳感器：將溫度傳感器的數(shù)據(jù)線從第一輔助安裝軸一端穿入，另一端穿出，將溫度傳感器的頭部與第一輔助安裝軸的安裝端對齊；然后第一輔助安裝軸從第一工藝孔穿入，通過旋轉(zhuǎn)第一輔助安裝軸，使得溫度傳感器的螺紋與第一螺紋孔配合，完成溫度傳感器的安裝；將壓力傳感器的數(shù)據(jù)線從第二輔助安裝軸一端穿入，另一端穿出，將壓力傳感器的頭部與第二輔助安裝軸的安裝端對齊；然后第二輔助安裝軸從第二工藝孔穿入，通過旋轉(zhuǎn)第二輔助安裝軸，使得壓力傳感器的螺紋與第二螺紋孔配合，完成壓力傳感器的安裝；最后，用細長桿從空心轉(zhuǎn)子軸一端伸入，將溫度傳感器的數(shù)據(jù)線和壓力傳感器的數(shù)據(jù)線引出空心轉(zhuǎn)子軸；將螺塞安裝到第一工藝孔和第二工藝孔中，螺塞尺寸與第一工藝孔和第二工藝孔相匹配；(4)將空心轉(zhuǎn)子軸與滑動軸承安裝于滑動軸承測量平臺上：所述滑塊安裝在實驗臺基座的導(dǎo)軌上，滑動軸承通過軸承座安裝在滑塊上；所述空心轉(zhuǎn)子軸的一端與聯(lián)軸器連接，中部穿過滑動軸承的內(nèi)圈，另一端與集電環(huán)連接，并通過滾動軸承支撐；(5)布置壓力傳感器和溫度傳感器的數(shù)據(jù)線：將壓力傳感器和溫度傳感器的數(shù)據(jù)線從空心轉(zhuǎn)子軸一端引出，將旋轉(zhuǎn)的數(shù)據(jù)線連接到集電環(huán)輸入端，集電環(huán)輸入端與空心轉(zhuǎn)子軸同步轉(zhuǎn)動，輸出端固定；(6)數(shù)據(jù)經(jīng)過采集系統(tǒng)傳輸?shù)接嬎銠C：壓力傳感器和溫度傳感器將被測量的物理信號轉(zhuǎn)換為電信號，經(jīng)過放大濾波電路將微弱電信號放大，然后通過A/D轉(zhuǎn)換電路，把連續(xù)的電信號轉(zhuǎn)換為離散的數(shù)字信號，通過有線傳輸?shù)挠嬎銠C上，最后通過信號處理軟件處理，將離散的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為連續(xù)的模擬信號進行顯示，得到油膜壓力和油膜溫度的測量數(shù)據(jù)。...

【技術(shù)特征摘要】
1.一種滑動軸承油膜壓力和油膜溫度的三維測量方法，其特征在于該測量方法的具體步驟如下：(1)制作第一輔助安裝軸和第二輔助安裝軸，兩個輔助安裝軸結(jié)構(gòu)完全相同，尺寸不同；第一輔助安裝軸用于安裝溫度傳感器，第二輔助用于安裝軸安裝壓力傳感器；輔助安裝軸的結(jié)構(gòu)是：軸向開有通孔，軸的直徑大于對應(yīng)傳感器的頭部，通孔的直徑小于對應(yīng)傳感器的頭部，軸端面的形狀與對應(yīng)傳感器的頭部形狀相吻合；(2)制作空心轉(zhuǎn)子軸；并在空心轉(zhuǎn)子軸上開出第一螺紋孔和第二螺紋孔，兩個螺紋孔相互垂直，第一螺紋孔用于安裝溫度傳感器，第二螺紋孔用于安裝壓力傳感器；第一螺紋孔的直徑和深度與溫度傳感器的外形相匹配，第二螺紋孔的直徑和深度與壓力傳感器的外形相匹配；(3)安裝溫度傳感器和壓力傳感器：將溫度傳感器的數(shù)據(jù)線從第一輔助安裝軸一端穿入，另一端穿出，將溫度傳感器的頭部與第一輔助安裝軸的安裝端對齊；然后第一輔助安裝軸從第一工藝孔穿入，通過旋轉(zhuǎn)第一輔助安裝軸，使得溫度傳感器的螺紋與第一螺紋孔配合，完成溫度傳感器的安裝；將壓力傳感器的數(shù)據(jù)線從第二輔助安裝軸一端穿入，另一端穿出，將壓力傳感器的頭部與第二輔助安裝軸的安裝端對齊；然后第二輔助安裝軸從第二工藝孔穿入，通過旋轉(zhuǎn)第二輔助安裝軸，使得壓力傳感器的螺紋與第二螺紋孔配合，完成壓力傳感器的安裝；最后，用細...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：師占群，王軍事，秦超，康洋，張浩，甄冬，劉芳，宋坤，梁月，李思暢，張敬浩，方順亭，
申請(專利權(quán))人：河北工業(yè)大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：天津;12