[发明专利]基于机器视觉技术的水润滑橡胶尾轴承振幅测试方法

说明书

技术领域

本发明涉及水润滑橡胶尾轴承的振动测试技术领域，具体地指一种基于机器视觉技术的水润滑橡胶尾轴承振幅测试方法。

背景技术

水润滑橡胶尾轴承应用于船舶的轴系已有100多年的历史，至今仍被广泛采用。水润滑橡胶尾轴承的突出优点是吸震、抗冲击性能优异和不污染水域，但其缺点也很突出：承载能力低，设计比压只有油润滑轴承的1/3。因此，在启动、停机、低速运转和重载等工况下，水润滑橡胶尾轴承会产生振动噪声（Bearing Noise），严重影响了船舶的舒适性、隐蔽性及安全性，对水下潜器来说这是致命的弱点。

研究认为，水润滑橡胶尾轴承的振动主要由粘-滑现象引起，粘-滑现象是弹性体材料的本质属性之一，粘-滑现象的产生与摩擦学系统的摩擦系数有密切关系。目前，对于水润滑橡胶尾轴承的振幅测试大多采用接触式测试方法，但由于接触式测试方法存在传感器自身重量、周围环境以及其他约束等干扰因素，所以该测试方法的误差较大，不能真实的反应水润滑橡胶尾轴承的实际振动情况。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述背景技术存在的不足，提出一种测试准确的基于机器视觉技术的水润滑橡胶尾轴承振幅测试方法。

为实现上述目的，本发明所设计的一种基于机器视觉技术的水润滑橡胶尾轴承振幅测试方法，所述水润滑橡胶尾轴承包括轴承背衬和均匀布置在所述轴承背衬内壁上的若干块板条，包括下述步骤：

（1）测量所述水润滑橡胶尾轴承的最大振动频率f，并根据所述最大振动频率f确定高速摄影机的拍帧数F；

（2）从所述水润滑橡胶尾轴承上取一块所述板条及对应的部分轴承背衬作为测试用的试块；

（3）在所述试块）的板条的与试验轴轴线垂直的侧面上标记测试跟踪点；

（4）以压力p将所述试块压装在所述试验轴上；

（5）以转速n启动所述试验轴；

（6）利用所述高速摄影机采集得到所述试块的振动图像序列；

（7）根据所述振动图像序列识别出所述测试跟踪点的绝对水平振幅P_xi和绝对竖直振幅P_yi。

通过采用高速摄影机采集所述试块上测试跟踪点的图像或图像序列，并应用图像处理及模式识别技术提取其中的运动或振动信息，从而得到所述试块的运动或振动参数的非接触式测试方法，解决了现有技术中因传感器自身重量、周围环境以及其他约束等干扰因素，所导致的测试误差较大的技术问题。

在上述步骤3中，所述测试跟踪点到所述试块与所述试验轴的接触面之间的距离H为0.5～1.5mm。通过优化设计所述测试跟踪点的位置，以真实反应所述试块的振动情况，进一步地提高了本测试方法的测量准确性。

在上述步骤3中，所述测试跟踪点到所述试块的与所述试验轴轴线平行的侧面的水平距离L为18～20mm。通过优化设计所述测试跟踪点的位置，以真实反应所述试块的振动情况，进一步地提高了本测试方法的测量准确性。

本测试方法在所述步骤5之前，还包括：

在所述试块的板条与轴承背衬的结合界面上标记参考点。通过加设的标记参考点有利于所述测试跟踪点的绝对水平振幅P_xi和绝对竖直振幅P_yi的识别，降低了测试难度。

在上述方案中，所述步骤7具体为：

以所述参考点为坐标原点，得到静止状态时所述测试跟踪点的水平坐标x₀和竖直坐标y₀，并根据所述振动图像序列识别出t_i时刻时，所述测试跟踪点的水平坐标x_i和竖直坐标y_i；

则，t_i时刻时，所述测试跟踪点的绝对水平振幅P_xi=x_i-x₀，所述测试跟踪点的绝对竖直振幅P_yi=y_i-y₀。

在上述方案中，所述步骤6具体为：

将所述高速摄影机的镜头对准所述试块上带所述测试跟踪点的侧面，并调整所述高速摄影机的镜头的焦距，当所述试验轴的转速达到所述n时，所述高速摄影机开始拍摄T秒。

在上述方案中，所述F>2f，以保证所述高速摄影机能清晰地拍摄到所述测试跟踪点的运动状态。

在上述方案中，所述测试跟踪点为白色标记点，由于所述板条为黑色，所以采用白色反色标记所述测试跟踪点有利于所述测试跟踪点的准确识别。