基于超聲波技術(shù)的徑向滑動軸承潤滑液工作狀態(tài)研究.pdf

1、流體潤滑油膜對于減小相對運動機件之間的摩擦和磨損具有重要的作用。油膜厚度過薄會導(dǎo)致機件表面的相互接觸，進而產(chǎn)生較高摩擦和磨損，油膜厚度過大又會導(dǎo)致不必要的攪油能量損失。為了保證相對運動的機件能得到良好的潤滑，同時又不損失過多的能量，需要確保潤滑油膜的厚度。測量潤滑油膜的厚度不僅有助于改進機件的設(shè)計，而且掌握潤滑油膜的工作狀態(tài)。潤滑油膜的破裂會導(dǎo)致潤滑失效，進而導(dǎo)致機件的毀壞，所以對潤滑油膜厚度的測量是非常有必要的。超聲波是一種非破壞性的

2、、安全以及便攜的技術(shù)。由于成本的降低和脈沖能力以及數(shù)字化技術(shù)的普及，超聲波設(shè)備的使用越來越廣泛。由于超聲波的特性大部分都取決于傳播介質(zhì)，這使超聲波技術(shù)非常適于用來檢測潤滑油膜的厚度。此技術(shù)通過檢測由潤滑油膜反射的一部分聲波就可測量油膜厚度。但是由于在試驗臺搭建、超聲波使用及其準(zhǔn)確度驗證等方面存在許多困難，此技術(shù)目前在油膜厚度檢測方面的使用還有很多工作要做。
　　本文利用高頻超聲波對徑向滑動軸承內(nèi)潤滑液的油膜厚度和氣穴效應(yīng)進行了研究

3、。并簡化了測量系統(tǒng)，降低了測量成本，提高了超聲波技術(shù)的便捷性，為實現(xiàn)徑向滑動軸承油膜厚度的車載測量打下了堅實的基礎(chǔ)，為后人的研究提供了理論依據(jù)，也為軸承的設(shè)計和特殊使用條件下潤滑劑的選用提供了理論參考。最重要的是，掌握了潤滑狀態(tài)可以調(diào)節(jié)維護修理的周期，預(yù)防由于潤滑失效導(dǎo)致的經(jīng)濟損失。首先根據(jù)所測目標(biāo)是徑向滑動軸承的瞬時油膜厚度而選擇將超聲波傳感器安裝在軸頸內(nèi)部，與軸頸一起旋轉(zhuǎn)；然后通過對徑向滑動軸承模擬儀的形狀和尺寸進行分析，選擇了單獨

4、的壓電元件作為超聲波傳感器進行超聲波信號的發(fā)射和接收；在此基礎(chǔ)上根據(jù)壓電元件與油膜之間的距離選擇了壓電元件的頻率；隨后根據(jù)壓電元件在工作時需要進行高速旋轉(zhuǎn)的特性選擇了合適的滑環(huán)解決與電源之間的電路連接問題；利用Labview軟件編寫程序?qū)υ囼炏到y(tǒng)進行控制，并在其中運用彈簧模型利用反射率計算油膜厚度；設(shè)計了不同的試驗臺對彈簧模型中的參數(shù)進行測量；設(shè)計了特定的試驗臺考察溫度對壓電元件的影響；搭建試驗臺并在驗證其可靠性的基礎(chǔ)上對載荷、轉(zhuǎn)速和溫

5、度的變化對徑向滑動軸承的瞬時油膜厚度和氣穴效應(yīng)的影響進行了測量，并對可能導(dǎo)致潤滑失效的工作條件進行了預(yù)測。結(jié)果顯示，超聲波技術(shù)是一種十分可靠的油膜潤滑狀態(tài)測量技術(shù)，但是由于超聲波波長限制，本文所開發(fā)的利用超聲波技術(shù)和彈簧模型相結(jié)合測量油膜厚度的技術(shù)，只適用于微米級別的油膜厚度，且溫度的升高會導(dǎo)致超聲波傳感器產(chǎn)生的超聲脈沖的能量呈線性降低。徑向滑動軸承的載荷變大、溫度升高、轉(zhuǎn)速降低都會導(dǎo)致最小油膜厚度的減小、軸頸與軸瓦上加載點位置之間的距