[发明专利]一种系泊腿万向节装置的滑动轴承磨损估测系统及方法

说明书

本申请公开了一种系泊腿万向节装置的滑动轴承磨损估测系统，涉及轴承磨损预测技术领域，所述磨损估测系统包含：拉力测量模块，其包含光纤光栅解调仪和十个用于测量拉应变的光纤光栅应变传感器，所有光纤光栅应变传感器相互并联后，连接于光纤光栅解调仪；转动测量模块，其包含九个双轴倾角传感器；数据采集模块，用于按照设定的周期接收所有传感器的数据；主机系统，当任一滑动轴承的叠加磨损量超过设定磨损阈值时，主机系统报警并显示磨损滑动轴承的编号。本申请的滑动轴承磨损估测系统及方法，能够对系泊腿万向节装置的所有滑动轴承进行实时监测，并计算滑动轴承的磨损量，实现滑动轴承的磨损预警。

技术领域

本申请涉及轴承磨损预测技术领域，具体涉及一种系泊腿万向节装置的滑动轴承磨损估测系统及方法。

背景技术

目前，海上单点系泊系统的服役寿命(即大修期限)和可靠性，在很大程度上由各类轴承等关键零部件的相互作用界面的耐久性与工作机理决定。系泊腿滑动轴承是海上单点系泊系统的重要组成部件，又是相对容易发生故障的主要薄弱环节。对于系泊腿滑动轴承而言，由于长期在特殊环境下工作，承受重载、冲击、频繁不规则的换向摆动等极端工况，系泊腿滑动轴承的相互作用界面容易发生黏着磨损、胶合、腐蚀等失效，影响整个单点系泊系统的可靠性及寿命。

海上单点系泊系统设计寿命一般长达30年，其系泊腿销轴万向节装置滑动轴承的设计寿命很难达到该寿命，通常需要在大修期内进行更换。而系泊腿滑动轴承一旦在工作期间发生磨损失效，则可能迫使发生非计划停工事故。而一旦发生停工事故，由于单点系泊系统远海离岸，维修人员集结到场慢，待更换设备运抵现场耗时长，设备维修和更换准备工作繁杂，作业受天气影响明显，将会造成极大的损失。因此，有必要对系泊腿万向节装置的滑动轴承开展实时工况监测，实时预测磨损量以掌握轴承磨损程度，实现滑动轴承提前更换尤为重要。

相关技术中，存在一些单点系泊系统的监测方法和监测设备，但监测对象多局限为单点系泊系统的系泊力、单点系泊系统的姿态、风浪流等环境要素，而没有关于系泊腿滑动轴承的磨损量估测系统和方法。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本申请的目的在于提供一种系泊腿万向节装置的滑动轴承磨损估测系统及方法，能够对系泊腿万向节装置的所有滑动轴承进行实时监测，并计算滑动轴承的磨损量，实现滑动轴承的磨损预警。

为达到以上目的，采取的技术方案是：一种系泊腿万向节装置的滑动轴承磨损估测系统，所述系泊腿销轴万向节装置包含上吊耳、系泊腿钢管、下吊耳和两个万向节；所述上吊耳、系泊腿钢管顶端、下吊耳和系泊腿钢管底端均具有两个叉开的支腿；每个万向节均分别包含铸钢座、长销轴和短销轴，所述长销轴和短销轴均分别套设四个滑动轴承，所述磨损估测系统包含：

拉力测量模块，其包含光纤光栅解调仪和十个用于测量拉应变的光纤光栅应变传感器，所有光纤光栅应变传感器相互并联后，连接于光纤光栅解调仪；两个光纤光栅应变传感器分别设置系泊腿钢管的顶端和底端，八个光纤光栅应变传感器一一设置于八个支腿；

转动测量模块，其包含九个双轴倾角传感器，九个双轴倾角传感器一一设置于上吊耳、系泊腿钢管、下吊耳以及两个万向节的铸钢座、长销轴和短销轴；

数据采集模块，用于按照设定的周期接收所有光纤光栅应变传感器和双轴倾角传感器的数据；

主机系统，用于对所有滑动轴承进行编号，根据数据采集模块的数据进行分析，持续计算每个设定的周期每个滑动轴承的磨损量，并叠加计算；当任一滑动轴承的叠加磨损量超过设定磨损阈值时，主机系统报警并显示磨损滑动轴承的编号。

在上述技术方案的基础上，所述滑动轴承磨损估测系统还包含振动测量模块，所述振动测量模块包含四个振动传感器，四个振动传感器一一设置于两个长销轴和两个短销轴；

当振动测量模块的四个振动传感器中任意一个振动传感器监测到周期性的高频振动时，主机系统报警。