船用柴油機滑動主軸承磨損監測裝置及方法制造方法及圖紙

本發明專利技術提供一種實時精確地掌握船用柴油機滑動主軸承磨損或故障狀態的船用柴油機滑動主軸承磨損監測裝置及方法。包括有安裝在曲軸自由端端面上的曲軸適配器，曲軸適配器依次連接有信號引出單元、信號處理單元和信號分析單元，其中，所述的信號引出單元包括有變送探頭，變送探頭并聯有孔式增量編碼器和滑環變送器，所述的信號處理單元包含有熱電勢信號轉化單元和曲軸轉角信號處理單元，以及采用上述裝置，進行采集分析熱電勢信號和曲軸轉角信號的方法。本發明專利技術裝置能夠實時精確地監測主軸承的磨損狀態，可以直接判斷出故障軸承的位置，保障了柴油機的安全運行、節約了維修時間和人力成本。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于柴油機設備
，尤其涉及一種船用柴油機滑動主軸承磨損監測裝置及監測方法。
技術介紹
柴油機主軸承是曲軸的位置支承和校準部件，其性能的優劣直接影響柴油機的正常安全運行。目前監測船用柴油機主軸承磨損狀態的方法主要有油液法、溫度法、振動法和應變法等方法，這些方法均不能準確的定位具體的故障軸承。柴油機主軸承在正常運轉情形下，曲軸和軸瓦之間有潤滑油油膜隔開，避免了兩種金屬直接接觸，減少了摩擦損耗。在 柴油機起動、重載等不良工況下，會導致曲軸與軸瓦之間油膜的破壞，形成干摩擦或邊界摩擦。摩擦產生的高溫令軸瓦嚴重磨損，甚至使曲軸和軸瓦產生抱熔，輕則造成柴油機停止運行，重則造成曲軸彎曲折斷的重大事故。為防止此種重大事故發生，之前采用了油液法、溫度法、振動法和應變法等主軸承磨損監測方法，但是受柴油機內部信號激勵源多、活動部件運動復雜等原因，這些方法的實時性、準確性還有待提高。如何及時對軸承的干摩擦或邊界摩擦提出預警，且在多檔主軸承確定故障軸承位置和程度是主軸承磨損故障監測的一個難點。
技術實現思路
本專利技術所要解決的技術問題是針對上述存在的不足，提供一種實時精確的掌握船用柴油機滑動主軸承磨損或故障狀態的。本專利技術解決其技術問題所采用的技術方案是 船用柴油機滑動主軸承磨損監測裝置，其特征在于包括有安裝在曲軸自由端上的唯一曲軸適配器，曲軸適配器依次連接有信號引出單元、信號處理單元和信號分析單元，其中，所述的信號引出單元包括有與曲軸適配器聯結的變送探頭，變送探頭并聯有孔式增量編碼器和滑環變送器，信號引出單元還包括一個毫歐級電阻，其一端連接有滑環變送器，另一端接地，所述的信號處理單元包含有熱電勢信號轉化單元和曲軸轉角信號處理單元，熱電勢信號轉化單元對應連接滑環變送器，曲軸轉角信號處理單元對應連接孔式增量編碼器。在上述方案中，所述的曲軸適配器與曲軸自由端的端面配合并對中。在上述方案中，所述的曲軸適配器與信號引出單元的變送探頭通過彈性聯軸器進行聯接，以減輕來自柴油機機體等部件的振動對熱電勢信號的干擾。在上述方案中，所述的彈性聯軸器兩端設有抱剎螺釘鎖緊機構。在上述方案中，所述的熱電勢信號轉化單元按照信號處理順序，依次包含有信號調理電路、信號放大電路和A/D轉換電路。在上述方案中，所述的曲軸轉角信號處理單元按照信號處理順序，依次包含有放大整形電路、脈沖轉換電路和角度置零及累加電路。本專利技術采用的磨損信號引出單元，通過引出曲軸與軸瓦因熱電偶效應而產生的電信號，從而監測主軸承內部溫度的變化。由于溫度的變化與摩擦的劇烈程度直接相關，因而能夠實時精確地監測主軸承的磨損狀態，為船用柴油機主軸承的穩定高效運行提供了有效的保護手段。通過將異常的熱電勢信號與對應的發火缸位即軸承位置結合分析，可以直接判斷出故障軸承的位置。這無疑保障了柴油機的安全運行、節約了維修時間和人力成本、創造了社會效益。本專利技術的工作原理 根據摩擦副之間潤滑膜的形成原理和特征，潤滑狀態可以分為(a)流體動壓潤滑；(b)流體靜壓潤滑；(C)彈性流體動壓潤滑；(d)邊界潤滑；(e)干摩擦狀態等五種基本類型。對于實際機械中的摩擦副，通常總是處于幾種潤滑狀態同時存在的混合潤滑狀態。主軸承不同的磨損狀態對應于不同的油膜厚度，不同的油膜厚度又決定了主軸承與軸頸間不同的摩擦強度，不同的摩擦強度又意味著不同的機械能損耗，損耗的機械能轉化為熱能使·摩擦副的溫度升高；根據塞貝克熱電效應理論，凡是兩種不同的接觸金屬都可以構成熱電偶——這樣由于相互的接觸，主軸承與曲軸構成熱電偶的兩個電極，產生了熱電效應。熱電信號強度的變化反映了摩擦副溫度的變化，摩擦副的溫度表明摩擦的強度等級，從熱電信號的變化規律能夠準確判斷主軸承的磨損程度。由熱電偶的工作機理，產生熱電勢的原因有溫度差、密度差和逸出功差(可達數十毫伏)。由溫度差產生的電勢又叫湯姆遜電勢，對同種勻質金屬導體A，設兩端溫度為T1 (工作端)，T2 (參比端)，且1\ > T2，則溫差電勢EjTvT:)為:本文檔來自技高網...

【技術保護點】
船用柴油機滑動主軸承磨損監測裝置，其特征在于：包括有安裝在曲軸自由端上的唯一曲軸適配器，曲軸適配器依次連接有信號引出單元、信號處理單元和信號分析單元，其中，所述的信號引出單元包括有與曲軸適配器聯結的變送探頭，變送探頭并聯有孔式增量編碼器和滑環變送器，信號引出單元還包括一個毫歐級電阻，其一端連接有滑環變送器，另一端接地，所述的信號處理單元包含有熱電勢信號轉化單元和曲軸轉角信號處理單元，熱電勢信號轉化單元對應連接滑環變送器，曲軸轉角信號處理單元對應連接孔式增量編碼器。

【技術特征摘要】
1.船用柴油機滑動主軸承磨損監測裝置，其特征在于包括有安裝在曲軸自由端上的唯一曲軸適配器，曲軸適配器依次連接有信號引出單元、信號處理單元和信號分析單元，其中，所述的信號引出單元包括有與曲軸適配器聯結的變送探頭，變送探頭并聯有孔式增量編碼器和滑環變送器，信號引出單元還包括一個毫歐級電阻，其一端連接有滑環變送器，另一端接地，所述的信號處理單元包含有熱電勢信號轉化單元和曲軸轉角信號處理單元，熱電勢信號轉化單元對應連接滑環變送器，曲軸轉角信號處理單元對應連接孔式增量編碼器。2.如權利要求I所述的船用柴油機滑動主軸承磨損監測裝置，其特征在于所述的曲軸適配器與曲軸的自由端端面配合并對中。3.如權利要求I或2所述的船用柴油機滑動主軸承磨損監測裝置，其特征在于所述的曲軸適配器與信號引出單元的變送探頭通過彈性聯軸器進行聯接。4.如權利要求3所述的船用柴油機滑動主軸承磨損監測裝置，其特征在于所述的彈性聯軸器兩端設有抱剎螺釘鎖緊機構。5.如權利要求I所述的船用柴油機滑動主軸承磨損監測裝置，其特征在于所述的熱電勢信號轉化單元按照信號處理順序，依次包含有信號調理電路、信號放大電路和A/...

【專利技術屬性】
技術研發人員：楊建國，朱軍，余永華，
申請(專利權)人：武漢理工大學，
類型：發明
國別省市：