[发明专利]一种利用摩擦电信号监测摩擦磨损状态的方法

说明书

本发明涉及摩擦技术领域，提供了一种利用摩擦电信号监测摩擦磨损状态的方法。本发明对摩擦副在摩擦运动过程中产生的摩擦电信号进行监测，并根据监测得到的摩擦电信号判断两摩擦表面的摩擦磨损状态。本发明提供的方法可以监测摩擦副内的润滑状态，避免由于润滑失效导致的磨损，且本发明提供的方法能够实现对摩擦副实时、动态监测，反应灵敏，能够在不打开、不破坏摩擦副前提下进行监测，测量装置安装简便；进一步的，本发明提供的方法适用各种摩擦副，接触方式包括点接触、线接触和面接触，运动形式包括直线运动、直线往复运动和回转运动。

技术领域

本发明涉及摩擦技术领域，尤其涉及一种利用摩擦电信号监测摩擦磨损状态的方法。

背景技术

在设备各种失效方式中，磨损失效及其产生的不良影响所占比例最高。润滑是利用润滑介质减少两摩擦表面之间的摩擦从而减小磨损，由于人们对摩擦学系统中复杂的物理化学过程的认识与客观实际之间的差距，还有实际运行过程中多种不确定性因素的影响，再完善的设计也难以保证设备一直处于良好的润滑状态。因此，在设备运行中对润滑和磨损状态进行动态监测是十分必要的。

随着设备日益向重载、高速、大型、自动化与多功能化方向发展，设备的维修成本和停机损失也随之急剧增加。因此，对设备运行的可靠性和经济性必然提出更高的要求，促使工业界将以实施状态监测为基础的视情维修提到了更为迫切的地位上。状态监测与视情维修可大幅度降低企业的生产成本，提高企业的经济效益。传统的设备维修方式包括失效后修理和定期维修，而先进的设备维修方式是基于设备状态检测的预知性维修。因此，对摩擦副的润滑状态进行实时监测，从而发现初始故障并采取相对应措施，对延长机器使用寿命、降低维护费用具有十分重要的现实意义和实用价值。

目前，对摩擦副的润滑状态进行实时监测的方法有以下几种：

(1)利用摩擦热监测摩擦副润滑状态

摩擦过程的温升通过接触电阻、电容法及热电偶等测量。这种方法的缺点在于：1、测试两个相互贴合的表面，测试仪器的布置存在一定的困难，无法精确测量摩擦表面的动态温度；2、对于一些较小接触表面的摩擦副，区域内的温差很小，一定程度增加了测量困难；3、监测到温升较大时，说明摩擦副两摩擦表面已经磨损，未能在磨损前发出预警。

(2)基于振动信号监测摩擦副润滑状态

主要通过对运行过程中摩擦副振动信号的采集和处理对摩擦副中出现的疲劳剥落、变形、压痕、局部腐蚀等故障进行监测。这种方法的缺点在于：诊断出来的摩擦副两摩擦表面已经有了较严重的损伤，对早期的摩擦副故障诊断不够灵敏。

(3)基于油液基的监测摩擦副润滑状态

油润滑或者油冷却的摩擦副在运行过程中会将相关的信号带入到循环油液中，因此对运行过程中的油液进行观察和分析可以了解摩擦副的运行状态，推断出故障的形式和部位。这种方法的缺点在于：对突发性故障不能及时预报，且对人员的经验依赖性强。

(4)基于油膜电阻的监测摩擦副润滑状态

如果摩擦副在运行过程中两摩擦表面之间形成很好的油膜，则两摩擦表面的电阻值可达兆欧以上，但当润滑油膜遭到破坏后，两表面接触，电阻可降低到零欧姆。该监测技术利用这一特性对摩擦副润滑状态进行监测。这种方法的缺点在于：在油膜完全破裂后，两表面接触电阻值才会有较大变化，但此时润滑剂润滑已经完全失效，两摩擦副表面已经在较差润滑状态下摩擦了一段时间，可能已经严重磨损。

综上所述，目前的摩擦磨损监测方法均存在灵敏度较差的问题，无法在润滑开始变差时给出预警。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种利用摩擦电信号监测摩擦磨损状态的方法，本发明提供的方法能够实现对摩擦副的实时、动态监测，反应灵敏，能够在润滑状态开始变差时就给出预警，及时避免由于润滑失效导致的磨损。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：