[发明专利]基于动静压支承的烘缸轴系性能监测系统及故障提取方法

说明书

技术领域

本发明属于造纸装备性能监测及故障诊断技术领域，涉及烘缸轴系的新型支承部件设计及其性能分析和故障提取，具体涉及一种基于动静压支承的烘缸轴系性能监测系统及故障提取方法。

背景技术

高速宽幅纸机的烘缸是纸机中的关键干燥部件，具有运行环境恶劣、运行时间长、工况交变快等特征。一方面，烘缸支撑轴承在此种环境下工作其摩擦学性能具有热粘弹耦合性；而烘缸的轴承转子系统则具有摩擦学与动力学耦合的特征；另一方面，现代高参数纸机的烘缸轴承及其支撑的转子系统性能具有极强的时变特征，这些运行性能是判断烘缸运行状况的重要依据。因此，针对高速宽幅纸机支撑部件在典型工况下易产生失效破坏的问题，有必要从摩擦学、流体润滑理论及转子动力学的角度，重点解决与高速宽幅纸机烘缸轴系及轴承的摩擦规律、动力学行为特征及故障诊断等相关的理论和试验研究，为提高烘缸轴承服役寿命提供了理论和试验支撑。

发明内容：

本发明的目的是克服目前造纸装备中烘缸轴系中支承部件性能监测及故障诊断中存在的现象不明显、规律不清晰的缺陷，提出一种基于动静压支承的烘缸轴系性能监测系统及故障提取方法，从而提高烘缸轴系在重载、低速、高温、潮湿环境下服役性能及使役寿命。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种基于动静压支承的烘缸轴系性能监测系统，包括安装于烘缸轴系上的烘缸，烘缸轴系的后端与传动装置相连；烘缸轴系伸出烘缸两端的轴段上均套装用于支撑烘缸轴系的动静压滑动轴承；两动静压滑动轴承均与供油装置相连；供油装置与两动静压滑动轴承之间的油管上均设置有用来监测烘缸轴系交变温度场及振动特性的油液在线监测装置和油液温度检测装置；烘缸轴系上安装有用于采集烘缸轴系绝对位移和相对位移的轴系振动检测装置。

所述烘缸轴系包括后端与传动装置相连的传动端轴段，以及前端的操作端轴段。

所述两动静压滑动轴承分别套装在传动端轴段和操作端轴段上。

所述动静压滑动轴承采用箔片轴承或空气轴承。

所述供油装置与两动静压滑动轴承之间还设置有用于调节供油压力及供油流量的节流器。

所述节流器采用小孔节流、毛细节流以及薄膜节流中的一种或及几种相结合的节流方式。

所述油液在线监测装置采用铁谱分析仪、声发射磨粒监测仪或超声波磨粒监测仪；油液温度检测装置采用热电偶；轴系振动检测装置采用电涡流传感器；烘缸采用杨克烘缸。

一种监测装置的基于动静压支承的烘缸轴系故障提取方法，包括以下步骤：

1)采用油液在线监测装置对烘缸轴系的摩擦磨损进行监测，通过铁谱分析，得到轴系运行时的摩擦磨损故障特征；

2)采用油液温度检测装置获得动静压滑动轴承的润滑油温度；

3)采用轴系振动检测装置获得轴的绝对位移和相对位移，结合轴系运行时的摩擦磨损故障特征和润滑油温度，并通过频谱分析预测烘缸轴系的故障，采取相应的应对措施。

所述步骤1)中，油液在线监测装置监测润滑油中摩擦副磨损颗粒的大小及分布。

所述步骤2)中，对油液温度检测装置获得的轴承温度分布规律结合有限元理论分析，作为轴系故障发生程度的一个判断指标。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明基于动静压支承的烘缸轴系性能监测系统，在烘缸轴系伸出烘缸两端的轴段上均套装用于支撑烘缸轴系的动静压滑动轴承，两动静压滑动轴承与供油装置之间的油管上均设置有用来监测烘缸轴系交变温度场及振动特性的油液在线监测装置和油液温度检测装置；烘缸轴系上安装有用于采集烘缸轴系绝对位移和相对位移的轴系振动检测装置；油液在线监测装置、油液温度监测装置和轴系振动监测装置共同完成烘缸轴系在高温、潮湿、重载及低速条件下的摩擦磨损、交变温度场及振动特性的实时监测，为烘缸轴系支承部件的故障提取提供实时、连续的充足的数据，并通过故障提取系统为轴系支承部件的性能分析及优化提供设计建议。

进一步的，本发明两个动静压滑动轴承分别支撑传动端轴段和操作端轴段，可保证烘缸在重载下启动时轴承能够处于完全润滑状态下，并可保证在启动后的重载低速运转条件下的轴承润滑膜的完整性。

进一步的，本发明在供油装置与动静压滑动轴承之间设置节流器，用来调节供油装置为动静压滑动轴承所提供的供油压力及供油流量。