一种干式摩擦副红外热电偶嵌入式动态测温方法

摘要

本发明公开了一种用于干式摩擦副红外热电偶嵌入式动态测温方法，首先分析摩擦副的外在支撑结构特点，根据加载结构建立摩擦副三维仿真有限元模型，然后根据工况条件模拟摩擦副工作状态下的温度场分布，通过对温度场云图的分析确定摩擦元件的温度范围，根据摩擦元件的相对转速和温度范围选取合适的红外测温传感器和热电偶，设计了相应工装，通过实时采集获得摩擦副表面及内部的温度分布状态。本发明能够实现摩擦副温度的静、动态测试，在不改变摩擦副表面接触和滑摩状态的前提下，实现了对于温度的动态实时观测，本方法的特点在于将红外技术与热电偶技术相结合，在确定了摩擦副精确温度边界条件的同时，为摩擦副动态设计提供了理论依据。

主权项

一种干式摩擦副红外热电偶嵌入式动态测温方法，其特征在于实现步骤如下：步骤一、分析摩擦元件的工况条件及摩擦副的加载支撑结构的特点，获得摩擦副的几何尺寸，计算极限工况下的摩擦副的产热量；骤二、根据步骤一中分析获得的摩擦副的支撑结构特点和摩擦副的几何尺寸建立有限元分析模型，将计算获得的总产热量作为热边界条件输入到模型参数中；步骤三、以步骤二建立的模型为基础，对模型进行稳态温度场分析，根据摩擦副的热分析结果确定摩擦副温度分布的上下限，从而获取温度测量的大致温度范围，确定方法如下：在温度计算有限元仿真的温度场结果中查看稳态计算过程结束时，摩擦副表面温度的最大值与最小值，作为红外传感器的温度范围值；将摩擦副内部温度的最大值与最小值，作为热电偶的温度范围；步骤四、按照步骤三获得的温度范围，结合步骤一中摩擦元件的工况条件和测量人员对于测量的要求，在红外传感器手册和热电偶手册中查找满足各自温度范围的相应的红外传感器和热电偶的型号；步骤五、完成步骤四，测量已选红外传感器的几何尺寸中或者根据传感器的说明书的安装尺寸，在摩擦元件接触表面的背面打通孔，孔的尺寸为B＝D1+2mm，加工轴套，轴套尺寸为：内径D2＝B+0.5，外径D3＝D2+6mm，在轴套上打M4的螺纹孔，配M4的紧定螺钉，使红外传感器能够固定在摩擦元件上；步骤六、根据已选的热电偶的型号，测量其安装尺寸或者根据其使用说明中的安装尺寸，在摩擦元件侧面打孔，孔径C＝D4+2mm，深度为L2，安装紧定螺钉，将热电偶固定，热电偶的测点分布一般为6～8个，或者测量者根据测试需要自行决定；步骤七、将热电偶和红外传感器的接线与无线变送器相连，将无线变送器固定于旋转轴上，将磨合充分的摩擦副进行温度场测试，接通测试仪，通过电压指示计调零电路，获取干式摩擦副红外热电偶嵌入式动态温度状态。