一种滑动轴承全域润滑膜厚分布的检测方法

摘要

本发明公开了一种滑动轴承全域润滑膜厚分布的检测方法，实现对实际工况下滑动轴承全域润滑膜厚分布的实时检测。该方法首先通过有限差分法迭代求解滑动轴承的润滑基本方程获得滑动轴承润滑膜厚的理论分布并根据滑动轴承润滑膜厚理论分布确定滑动轴承分布式测点的位置；然后在选取的测点位置“嵌入式”安装圆薄片超声传感器并采用超声波膜厚测量技术获得各测点的实时膜厚值；最后，对各分布式测点实测的润滑膜厚值进行插值，获得实际工况中滑动轴承润滑膜厚度的分布情况。

主权项

一种滑动轴承全域润滑膜厚分布的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)分布式测点的确定根据滑动轴承润滑膜厚理论分布确定分布式测点在瓦背上的位置：对于膜厚值小于理论最大膜厚值1/5的区域以10mm左右的间距密排传感器；对于膜厚值大于理论最大膜厚值1/5的区域与20～40mm的间距稀疏排列传感器；通过有限差分法数值求解滑动轴承润滑基本方程来获得轴承的理论膜厚分布，具体为：联立滑动轴承轴承的润滑基本方程包括雷诺方程、能量方程、粘温方程和油膜厚度方程；通过有限差分法迭代求解方程组获得滑动轴承的理论润滑膜厚分布；(2)超声波传感器的安装在各测点位置嵌入式安装圆薄片式超声波传感器；具体为：在轴承瓦背上测点位置加工凹槽，将圆薄片式超声波传感器用粘合剂粘在瓦背上，然后用环氧树脂将传感器封装在瓦背上；(3)信号的消噪经过带通滤波器滤波消除各测点超声波传感器中的噪声；(4)各测点膜厚值的超声测量根据膜厚值所处范围的不同，利用超声波膜厚测量装置分别采用超声波飞行时间法、超声波薄膜共振法、超声波弹簧模型法获得各测点的润滑膜厚值；具体为：对于厚度范围在100微米以上的润滑膜，采用超声波飞行时间法：通过超声波在润滑层上下界面反射波的时间间隔乘以超声波在润滑膜中的传播速度来获取润滑膜的厚度；对于膜厚值在100微米到10微米的润滑膜厚，采用超声波薄膜共振法：通过测定超声波在润滑夹层上的反射系数出现极小值时的频率，然后根据公式获得润滑膜的厚度；其中c为超声波在润滑膜层中的传播速度；m为谐振频率的模数；f_m为m阶谐振频率；对于膜厚值小于10微米的膜厚，采用超声波弹簧模型法：通过测定超声波在线性区域的反射系数的大小，然后根据公式获得润滑膜厚；其中，ρ为润滑液的密度；c为超声波在润滑膜层中的传播速度；Z为润滑膜层两侧固体的声阻抗；|R(f)|为不同频率超声波在润滑膜层上的反射系数幅值的大小；(5)通过插值获得轴承求解域内润滑膜厚度的全域分布将各测点的位置坐标以及对应的实测膜厚值组成三维坐标组，采用三次样条插值获得轴承求解域内润滑膜厚度的全域分布。