[发明专利]柴油机滑动轴承磨损热电法监测系统的验证试验台及方法

说明书

本发明公开了一种柴油机滑动轴承磨损热电法监测系统的验证试验台，它的实验柴油机主轴通过支撑轴承设置在实验柴油机缸体中，实验柴油机主轴的一端通过第一联轴器连接伺服电机的动力输出轴，实验柴油机主轴的另一端通过第二联轴器连接热电传感器的输入轴，热电传感器的热电势信号输出端连接基于热电法的柴油机轴承磨损在线监测系统的信号输入端，实验柴油机主轴上安装实验凸轮，实验柴油机主轴上方的实验柴油机缸体上还固定有摇臂轴，所述摇臂轴上通过轴承设置有摇臂，所述摇臂的一端与实验凸轮接触，摇臂的另一端为施力端。本发明可以模拟不同工况的柴油机轴承载荷曲线。

技术领域

本发明涉及柴油机状态监测技术领域，具体地指一种柴油机滑动轴承磨损热电法监测系统的验证试验台及方法。

背景技术

作为柴油机的主要摩擦副之一，曲轴和主轴承是柴油机的关键零部件和易损件。曲轴在运动过程中受力复杂，在柴油机工作循环中呈周期性变化的交变载荷作用下，主轴承容易发热和磨损。主轴承的不均匀过度磨损又会使得轴承间隙增大，引起轴颈对主轴承的冲击力增大，直接影响柴油机的总体性能；主轴承的过度磨损还会造成缸套、活塞和活塞环的快速磨损，导致燃烧室燃气窜气和燃油消耗率增加，直接影响柴油机的输出功率。资料统计表明，因摩擦造成的能量损失占柴油机总能量损失的80％，其中因轴承磨损导致的能量损失占柴油机总体摩擦功率损失的50％～60％。严重的主轴承磨损甚至会导致曲轴变形、抱熔折断和曲轴箱爆炸等恶性事故的发生，不但会带来重大经济损失，更重要的是会给柴油机的安全运行埋下巨大隐患。

目前监测柴油机主轴承磨损状态的方法主要有油液法、温度法、振动法和应变法等方法，受柴油机内部信号激励源多、活动部件运动复杂等原因，这些方法均不能实时、准确、定位具体的故障主轴承。柴油机主轴承正常运转情形下，曲轴和轴瓦间有润滑油油膜隔开，避免了两种金属直接接触，油膜摩擦产生热量，造成轴瓦温度大幅度升高，武汉理工大学杨建国、朱军也设计了基于热电效应的柴油机滑动轴承热-电传感器，能够引出曲轴—机体温差电势并根据热电信号识别有磨损主轴承，设计了柴油机滑动主轴承热电信号标定装置，能够标定不同轴承材料的磨损热电特征值，但其开发的基于热电法的柴油机滑动轴承磨损监测系统投入使用前需要进行调试，目前针对轴承状态在线监测系统的调试主要在实机上完成。这种调试方式费时费力，不易模拟故障情况，无法方便快捷的对监测系统进行全面的评价，也不便于监测系统的功能演示。

发明内容

本发明的目的就是要提供一种柴油机滑动轴承磨损热电法监测系统的验证试验台及方法，它结构简单，调整方便，可以模拟不同工况的柴油机轴承载荷曲线，便于监测系统软硬件功能和软件开发调试。

为实现此目的，本发明所设计的一种柴油机滑动轴承磨损热电法监测系统的验证试验台，其特征在于：它包括伺服电机、第一联轴器、第二联轴器、实验柴油机缸体、摇臂轴、摇臂、实验凸轮、热电传感器、实验柴油机主轴、支撑轴承、基于热电法的柴油机轴承磨损在线监测系统和PLC，其中，实验柴油机主轴通过支撑轴承设置在实验柴油机缸体中，实验柴油机主轴的一端通过第一联轴器连接伺服电机的动力输出轴，实验柴油机主轴的另一端通过第二联轴器连接热电传感器的输入轴，热电传感器的热电势信号输出端连接基于热电法的柴油机轴承磨损在线监测系统的信号输入端，所述PLC的电机控制信号输出端连接伺服电机的控制端；

实验柴油机主轴上安装实验凸轮，实验柴油机主轴上方的实验柴油机缸体上还固定有摇臂轴，所述摇臂轴上通过轴承设置有摇臂，所述摇臂的一端与实验凸轮接触，摇臂的另一端为施力端。

一种述上验证试验台的验证试验方法，其特征在于，它包括如下步骤：

步骤1：PLC控制伺服电机启动，伺服电机带动实验柴油机主轴转动，根据实验的需要给对应的摇臂另一端施加相应的力，使实验凸轮与对应的摇臂进行干摩擦；