超声波油膜厚度测量研究综述

机械零件通常依靠润滑油来降低相对运动接触面间的摩擦磨损,所以油膜厚度对机械摩擦状态至关重要。测量油膜厚度的方法有电学法、光学法和超声波法,超声波具有穿透力强、频率高等优点,超声波测量法得到了广泛应用。因此对超声油膜厚度测量的研究现状做全面的综述,总结研究成果并讨论超声测量的未来发展方向。     

油膜厚度在线测量中微计算机的应用

由于结构紧凑,加工方便,配合精度高,密封性较好,压力高,易于实现变流量等许多优点,而广泛应用的轴向柱塞泵,在转子和配油盘之间、滑覆与斜盘之间存在着大压强的端面滑动摩擦。测量运转状态下的油膜厚度,对研究其润滑状态,设计、维修轴向柱塞泵有很大的意义。由于受工作状态的限制,油膜厚度的测量必须采用非接触式测量,但又不能用光学测量仪器。我们应用     

利用反射系数测量油膜厚度的研究

测量油膜厚度传统方法是电学和光学方法,电学方法需一个电绝缘的平面或一个完全电隔离的接触单元来安装传感器,光学方法通常需要与油膜接触的实体是透明的或者实体上留有传递光线的窗口,这些不足之处限制了它们的应用范围。针对传统方法测量油膜厚度的局限性,提出利用反射系数测量油膜厚度的方法。根据油膜厚度,建立反射系数法的连续模型和弹簧模型,并比较2种模型的模拟结果。结果表明:连续模型只需要测量共振频率,无需测量信号的振幅,因此不易受噪声的干扰,且测量膜厚较为方便,但是若油膜共振频率大于60MHz,这时应采用弹簧模型来测量膜厚。     

超声法测量油膜厚度的系统设计

为了测量机械设备中油膜的厚度,基于超声波反射系数法设计了一种超声膜厚测量系统。在μC/OS-II操作系统基础上实现一定的人机交互功能以及上位机串口控制功能,完成了模拟静态油膜结构的测量。测量结果的相对误差在5%以内,证明了超声膜厚测量系统的可行性。     

油膜厚度测量仪的应用

本文论述油膜厚度测量仪的原理、结构,并通过应用实例说明这项技术广阔的应用前景。并提出应用上的一些建议。     

滚动轴承中最小油膜厚度及其测量

通过对轴承润滑中最小油膜厚度的确定及其测量,阐述了提高滚动轴承疲劳寿命的一条途径。     

油膜厚度超声测量电路及实验

为解决工业设备中润滑油膜厚度不易测量的问题,以谐振模型和弹簧模型为理论依据,设计并制作了油膜厚度超声测量电路,其中包括脉冲发生与控制电路、超声激励电路和反射波接收电路。利用所设计的超声测量系统进行实验,完成了对油膜厚度的测量。测量结果的相对误差在5%以内,证明了所设计的测量电路和测量方法是可行的。     

薄油膜厚度分布超声测量机制研究

为了测量机械设备中的薄油膜厚度分布,对超声测量薄油膜厚度分布的方法进行了理论研究。基于声波在三层介质中传播的相关理论,对中间层油膜厚度远小于油膜中入射声波波长的情况,结合具体边界条件,建立斜入射时超声波在三层介质中传播的反射系数弹簧模型,获得反射系数和油膜刚度的函数关系,进而由刚度获得油膜厚度;分析超声波入射频率、入射角度和油膜厚度对反射系数的影响规律,通过测量油膜中各点的反射系数即可获得相应点的油膜厚度,实现油膜厚度分布的测量。     

用冲击脉冲法测量轴承油膜厚度

介绍了在油膜厚度测试台上用瑞典SPM公司的BAS-10型轴承分析仪器对航海陀螺仪用精密球轴承C106018A_2之外沟与钢球接触点油膜厚度的测量原理和测量方法。对影响轴承油膜厚度的相关因素进行了试验分析,得出了相应的膜厚状态曲线。结果表明,用冲击脉冲法测量轴承油膜厚度是一种非常灵敏、有效和可靠的方法,测量精度可达到0.025μm。附图6幅,表2个。     

油膜厚度图

本文通过对弹性流体动力润滑状态图的分析,以变形变粘润滑状态图为依据,提出改变坐标的组成而绘成变载变速润滑状态图,并把根据各种动压油膜厚度公式计算所得的等厚线结果标注于图上,以期获得直观的、简便的油膜厚度计算方法。     

应用RIM-FOS测量柴油机缸套-活塞环油膜厚度的可行性分析

提出了一种应用反射式强度调制型光纤传感器(RIM-FOS)测量柴油机缸套-活塞环油膜厚度的新方法。介绍了反射式强度调制型光纤传感器的结构和工作原理,并给出了应用RIM-FOS检测柴油机缸套-活塞环油膜厚度的可行性分析和检测装置的设计概要。     

在工作的发动机中活塞环油膜厚度的测量

在实际工作条件下,采用埋设在第一道环上带氧化铝层电极的方法,测量了一台柴油机(D×S=140×152毫米)活塞的油膜厚度。结果发现下述特性: ①在正常的工作条件下,油膜厚度比理论值薄得多。②但是,如果润滑油供应充分的话,油膜厚度与流体动力润滑理论值一致。③第一道环对汽缸壁面的倾斜角总是变化的,这影响油膜的生成。     

基于原电池原理的海面油膜厚度测量技术研究

文中介绍了一种基于原电池原理的海面油膜厚度实时测量技术。根据腐蚀电流大小正比于电极受腐蚀面积,设计了油膜厚度检测装置,搭建了信号处理系统,实验研究了检测电流变化量与油膜厚度、以及相同油膜厚度下检测电流变化量与海水含盐量的关系。此外,还对检测装置的随波性进行了仿真计算。研究表明:检测电流变化量与油膜厚度的变化量成线性关系,相同油膜厚度下的检测电流变化量随海水盐度的升高而增加。仿真计算结果表明:海浪周期大于8 s的情况下装置有良好的随波性能。     

面接触润滑测量系统油膜厚度自动计算方法

为了解决面接触润滑油膜光干涉测量系统人工计算油膜厚度效率低下的问题,提出光强数据的高效处理算法,实现油膜厚度的自动计算。通过理论和实验验证多光束干涉理论应用于滑块-玻璃盘面接触副的可行性。对整周期内的光强分布进行区域定义,应用Freeman方向链码和均值滤波对数据曲线进行分段光滑,设计基于阈值的归一算法,通过模板对比算法,得到光强曲线的始末端形态,自动计算出光强数据所属区域Ⅰ和Ⅱ的数量,实现干涉级次的准确计算;以该方法编写程序应用于实际测量,结果与手动计算的油膜厚度有很好的一致性。     

油膜厚度超声测量声反射系数理论及数值计算

实际润滑系统中油膜厚度较小,常规的超声测量方法不再适用。根据声学理论,分析多层介质中油膜厚度与声反射系数的关系,建立2种不同的油膜厚度测量理论模型,即共振模型和弹簧模型,讨论不同模型的适用范围。针对不同的理论模型,建立其相应的有限元模型,在后处理中通过驻波理论对界面反射系数进行计算,并与理论曲线进行对比,两者具有很好的一致性,证明有限元法计算油膜反射系数的准确性。研究结果表明:对于不同的超声频率,每种模型都有对应的油膜厚度测量区间,在实际测量中,要根据声波频率来确定每种模型的测量区间。     

用电容法对弹流油膜厚度测量的研究

本文介绍了试验设备和用电容法测弹流油膜厚度的标定、测量原理和方法,以及试验用油的粘度和介电常数的测定。对测试结果进行了讨论,指出用电容法测量是一种有效的方法。本试验对滑差为20%的一对圆盘间的油膜厚度进行测量的结果与理论基本一致。     

油膜厚度和位移测量的有关技术问题答读者

本刊1980年第1期发表了王林鹤、陈嘉明的《QS-22油膜厚度测量仪》一文后,引起广泛的重视和兴趣。到九月份为止,全国各地有39个单位的读者来信或来人提出各种问题,有的询问作者单位,要求前去参观取经;有的询问该仪器能否用于位移浏量;有的打算自行制造,希望进一步提供一些技术细节,等等。为此,本刊特请原作者之一,上海704研究所的陈嘉明同志针对读者提出的主要问题作简要的解答,望读者和《上海机械》80年第1期对照阅读。     

静压轴承油膜厚度监视系统

重型车床主轴静压在试运转和使用过程中,有时由于油膜破坏而发生研瓦事故。无论是动压、静压还是动静压轴承、其油膜厚度及其变化是判断主轴是否出现失稳、但瓦等事故的重要依据。 本系统包括高稳定、高灵敏度电涡流传感器和监视仪两部分。它能够在线监视油膜厚度,超过设定值时能报警,操作者可视情况加以处理,避免事故的发生。为了得到精度高稳定性好的监视系统,需要解决三个关键问题;即轴承表层材质对电涡流传感器测量精度的影响;改善电涡流传感器的稳定性和精度:研制智能化的监视仪表。