水润滑轴承水膜压力无线测试系统研究.pdfVIP

第 34卷第 5期 振动、测试与诊断 Vo1．34No．5 2014年 1O月 JournalofVibration．Measurement Diagnosis 0ct．2O14 水润滑轴承水膜压力无线测试系统研究 王 楠 ， 孟庆丰， 耿 涛 (西安交通大学润滑理论与轴承研究所 西安，710049) 摘要 为了深入研究水润滑轴承特性，需要 了解轴承真实的水膜压力分布 ，而传统的滑动轴承润滑膜压力测试无 法获得轴承全周水膜压力的连续分布，且采用集流环作为信号传输媒介，其成本较高、对输出信号干扰较大。针对 以上不足，研究并设计了一种无线测试系统，可测量水润滑轴承全周水膜压力，并实时监测水润滑轴系的运转情 况。介绍了测试系统组成，包括无线采集发射与接收装置、传感器与信号调理模块、测试软件及水润滑轴承试验 台，最后应用此系统对八沟槽水润滑平面橡胶轴承的水膜压力进行测试，并与仿真结果对 比分析。结果表明，该测 试系统实用性 良好，可用于测试其他材料和结构的水润滑轴承的水膜压力。 关键词 水润滑轴承；水膜压力；无线测试系统；数值仿真 中图分类号 TH39 的缺点是，由于轴承外壳上的测点不可能布置很多， 引 言 因此只能测得有限点处的润滑膜压力 ，无法获得轴 承整周润滑膜压力的连续分布。b．在轴上打孔，将 水膜压力是水润滑轴承的基本参数之一 ，通常 压力传感器安装到转轴中；轴在旋转过程 中压力传 在水润滑轴承的性能计算 中采用求解雷诺方程的方 感器可测得所在截面上的压力分布 ，传感器输 出的 法获取水膜压力分布 。由于在计算中必须进行物理 测试数据则通过 电刷 式集流环或水银集 流环 引 和数学上的近似 ，故计算所得的压力分布 以及 由压 出[7]。但 由于集流环本身接触所产生的干扰信号对 力分布决定的其他重要参数 (如润滑膜刚度和润滑 于传感器输出信号有较大干扰，并且在轴高速旋转 膜阻尼等)不能完全反映实际情况。水润滑轴承材 中集流环存在动平衡和可靠性问题，以及集流环产 料和结构有多种形式 ，按材料可分为橡胶 [1]、塑料 、 品本身的型号限制和成本较高。因此，以上这些因 陶瓷合金[5等；按结构可分为带沟槽(沟槽的数量和 素限制了其应用性 。 形式也有多种[5])和一般的径向轴承。由于水的黏 为了克服传统测试的不足，获得水润滑轴承水 度较低 ，故与油润滑相比，水润滑轴承水膜形成较为 膜压力的真实分布情况 ，结合无线测试技术优势(低 困难 ，轴承特性复杂 。因此 ，为了确定各种假设条件 成本 、高精度 、无需复杂连线和操作简易)，笔者研究 的影响、在新的运转工况和轴承结构下研究压力分 并设计 了针对水润滑轴承水膜压力测试的无线测试 布以及通过试验解决润滑理论其他方面存在 的问 系统，以实现在不 同工况下对水润滑轴承水膜压力 题 ，需要研究并设计水润滑轴承水膜压力试验测试 的实时测量 。详细说 明了测试系统的软 、硬件及水 系统 。 润滑轴承试验 台设计 ，给出了应用实例，将此系统用 轴在轴承中回转时形成的动压力在轴承 中的分 于八沟槽水润滑平面橡胶轴承 的水膜压力测试 ，并 布不是均匀的，且 由于滑动轴承润滑膜空间的封闭 将试验结果与仿真结果进行 了对 比分析。 性、轴承结构以及液膜形成机理等因素的制约，故滑 动轴承旋转中的润滑膜压力测量和监测较为困难 。 1 无线测试系统 传统的润滑膜压力测试通常