[发明专利]滑动轴承油膜厚度分布的测量方法及系统

权利要求书

1.一种滑动轴承油膜厚度分布的测量方法,其特征在于，包括以下步骤：

以轴瓦支承件中心作为坐标原点，构建三维空间坐标系；

于推力轴承座与轴瓦之间设置至少三个超声探头，确定超声探头的坐标，利用所述超声探头测量得到初步滑动轴承油膜厚度h_oi；

根据超声测距原理和几何关系得到超声探头在轴瓦聚焦中心点，计算所述聚焦中心点的在轴瓦上表面处投影点的坐标；

根据聚焦中心点的在轴瓦上表面处投影点的坐标与初步滑动轴承油膜厚度确定推力头下表面空间平面函数；

构建轴瓦上表面空间平面函数，将聚焦中心点的在轴瓦上表面处投影点的坐标代入轴瓦上表面空间平面函数中，得到轴瓦上表面空间平面函数系数；

重复执行上述步骤n次，得到n组轴瓦上表面空间平面函数系数，n为正整数；

从n组所述轴瓦上表面空间平面函数系数中提取最优的轴瓦上表面空间平面函数系数，确定最优轴瓦上表面空间平面函数；

根据推力头下表面空间平面函数以及所述最优轴瓦上表面空间平面函数，得到油膜厚度的空间分布。

2.根据权利要求1所述的滑动轴承油膜厚度分布的测量方法,其特征在于，构建原始轴瓦侧面空间函数，将原始轴瓦侧面空间函数作为油膜厚度的空间分布函数的定义域，将油膜厚度的空间分布函数定义域内的最小值作为轴瓦与推力头产生的油楔的最小油膜厚度。

3.根据权利要求1所述的滑动轴承油膜厚度分布的测量方法,其特征在于，设置超声探头时，以坐标原点为中心，在轴瓦下方周向均匀布置所述超声探头。

4.根据权利要求1所述的滑动轴承油膜厚度分布的测量方法,其特征在于，初步滑动轴承油膜厚度的计算公式为其中ρ₂为待测油膜的密度，c₂为待测油膜的声速，f为超声探头的频率，z为推力头与轴承座的声阻抗，R_i为第i个探头测得的轴瓦-待测油膜界面处超声波的反射系数；i为正整数，其不大于超声探头总数量。

5.根据权利要求1所述的滑动轴承油膜厚度分布的测量方法,其特征在于，聚焦中心点的在轴瓦上表面处投影点的坐标的计算步骤为：

测量超声探头顶部与轴瓦在竖直方向的距离h_i，其中，c₀为滑动轴承内润滑油的声速，t_0i为第i个超声探头发出超声波的时间，t_1i为第i个超声探头接收到润滑油浴-轴瓦界面处的反射波时间；

超声探头所发超声波竖直入射轴瓦下表面，并经轴瓦上表面射出，所射出点即为探头聚焦中心在轴瓦上表面的投影点，其坐标为：其中，θ_i为第i个超声探头聚焦在轴瓦上的点处时测量得到的轴瓦倾角，h_w为轴瓦厚度，h_t为探头长度，h_z为轴瓦未倾斜时超声探头顶部与轴瓦的垂直距离，x_i,y_i为第i个超声探头安装位置的横坐标与纵坐标。

6.根据权利要求1所述的滑动轴承油膜厚度分布的测量方法,其特征在于，轴瓦上表面空间平面函数系数计算步骤为：

设轴瓦上表面空间平面函数为A_jx+B_jy+C_jz+D_j＝0，其中，j＝1,2,…,n，指第j次测试；

将第j次测试计算得到的探头聚焦中心在轴瓦上表面的投影坐标代入轴瓦上表面空间平面函数中，求得第j次测试时的轴瓦上表面平面函数系数。