[发明专利]一种轴向橡塑密封油膜厚度测试方法

说明书

一种轴向橡塑密封油膜厚度测试方法，其特征在于由轴向橡塑密封、磁流体、传感头、模拟密封副及信号提取处理电路组成，轴向橡塑密封和传感头之间充满磁流体，传感头安装在模拟密封副内，传感头的两根导线和信号提取处理电路相连，信号提取处理电路由震荡电路、检波电路、滤波电路、线性补偿电路、和归一化处理电路组成；测试方法由四步组成。本发明可用于能进行橡塑密封油膜厚度的精确测量，具有结构简单，测量精度高，线性度高及可重复性好等优点，可用于橡塑密封科学研究、工作状态监控等领域。

技术领域

本发明涉及油膜厚度测量领域，所发明的一种轴向橡塑密封油膜厚度测试方法，能进行橡塑密封油膜厚度的精确测量，具有结构简单，测量精度高，线性度高及可重复性好等优点，可用于橡塑密封科学研究、工作状况监控等领域。

背景技术

在液压系统中，采用橡塑密封是主要的动密封形式，橡塑密封件和零件之间有相对的转动或移动，中间的油膜厚度是决定密封是否可靠的重要因素，若油膜厚度过厚，会出现跑冒滴漏现象，若油膜厚度太薄，会出现发热严重，热量不能扩散，导致密封件温度过高，影响密封件的寿命，故确定合理的油膜厚度是进行密封件科学研究，设计密封件形状精度及可靠性等参数的重要依据。专利201910194770.7发明了一种基于TDLAS技术的润滑油膜厚度测量方法及其装置，但其测试对象为金属零件之间的油膜厚度；专利号为201811350282.2公布了推力轴承油膜厚度的测量方法，其测试对象为推力轴承，也就是说这些专利在橡塑密封中由于橡塑密封的特殊性导致不能使用，而市场上也没见到能对橡塑密封油膜厚度进行测试的装置。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种结构简单可靠，精度高，线性度高，重复性好的能对橡塑密封油膜厚度进行精确测量的测量方法。

本发明的技术解决方案为：一种轴向橡塑密封油膜厚度测试方法，其特征在于该测试方法的测试装置由轴向橡塑密封、磁流体、传感头、模拟密封副及信号提取处理电路组成，轴向橡塑密封和传感头之间充满磁流体，传感头安装在模拟密封副内，传感头的两根导线和信号提取处理电路相连，信号提取处理电路由震荡电路、检波电路、滤波电路、线性补偿电路和归一化处理电路组成；包括以下步骤：1)制备特殊的润滑油-磁流体；2)把模拟密封副开槽，把传感头安装在模拟密封副槽内，注意传感头的上表面和模拟密封副的顶面有一定的平行度，并填满环氧树脂胶固化处理；待环氧树脂胶完全固化后把模拟密封副的顶面整体精加工，保证传感头的上表面全部加工到，但传感头的加工量不能超过0.5毫米；4)按工作要求，把磁流体加在轴向橡塑密封和模拟密封副之间，并按工作状况给橡塑密封和模拟密封增加压力和相对转速，根据处理电路输出的电压值表示出油膜的厚度。其特征在于；所加入的磁粉为钕铁硼磁粉，颗粒度为纳米级；油膜厚度的表达式为：式中，h为油膜厚度，L为绕组、铁芯和磁流体组成磁路的电感；g为油膜处磁流体部分长度；z为传感器绕组匝数；u_f为磁流体磁导率，根据测量出的磁路电感来表征油膜厚度；其特征在于：传感头由绕组缠绕在铁芯上，铁芯由两片薄硅钢片组成，硅钢片中间喷绝缘漆粘接，其特征在于：模拟密封副采用不导磁不锈钢，模拟密封副上开槽要大于铁芯至少一边1毫米；其特征在于：信号处理电路中震荡电路采用电容电感耦合型震荡电路，电阻R1Z2和电阻R1Z3并联，然后和电阻R1Z1串联，组成一个可调电阻组，之后接R2，R2一端接运算放大器UA的正输入端，另一端接电容C1，运算放大器UA的负端接三极管QZ的发射极，输出端接电容C1端，然后接三极管QZ的基极，三极管QZ的发射极接绕组的一端，绕组的另一端接电源正极VCC，电阻R15和绕组两端并联，电容C2一端接三极管QZ的集电极，一端接R4一端，R4另一端接三极管QZ的发射极，C2和R4汇接后接电感L1，L1和R5串联，然后接地；检波电路由二极管D1和电阻R6串联，电源正端Vcc通过电容C4连接在D1和电阻R6之间，R7和D2串联后接地；滤波电路由运算放大器UB，电阻R11Z3和R11Z2并联，然后和R11Z1串联后组成电阻组接于运算放大器UB的反向接入端和输出端，电容C5和电阻组并联也连接于运算放大器UB的反向输入端和输出端；线性补偿电路由电源的正端，接电阻R8，电阻R9Z2和电阻R9Z3并联，然后和电阻R9Z1串联，组成电容组，电容组一端接R8一端，另一端接地；电阻R10连R8和电阻组之间，另一端连接于C5和另一电阻组之间；归一化处理电路由R12和R14组成，R12一端接地，然后接R14，R14另一端即为输出，其特征在于：信号处理电路中的可调电阻用两个电阻并联然后和另一电阻串联的方式来实现。