專利名稱：油膜軸承故障檢測(cè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種檢測(cè)裝置，尤其是一種旋轉(zhuǎn)機(jī)械的油膜軸承故障檢測(cè)裝置。
背景技術(shù)：
很多大型旋轉(zhuǎn)機(jī)械設(shè)備，如柴油發(fā)電機(jī)、水輪發(fā)電機(jī)等，采用油膜滑動(dòng)軸承作為對(duì)旋轉(zhuǎn)主軸的支承。在正常的運(yùn)轉(zhuǎn)條件下，油膜軸承的軸瓦和旋轉(zhuǎn)主軸之間有潤(rùn)滑油油膜隔開，形成液體摩擦，減少了摩擦損耗。在設(shè)備高速、高溫的工作條件下，這層油膜的破壞會(huì)導(dǎo)致主軸與軸瓦形成邊界摩擦，產(chǎn)生高溫使軸瓦燒毀，輕則造成設(shè)備故障，重則造成重大的設(shè)備事故。為防止這種事故發(fā)生，可以采用煙霧報(bào)警等方式，但是這些方式只有在事故已經(jīng)開始發(fā)生的情況下才能起作用。如何在早期預(yù)報(bào)故障，以獲得較長(zhǎng)的預(yù)備處理時(shí)間，是這些機(jī)械設(shè)備故障診斷的一個(gè)難點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種能夠克服現(xiàn)有技術(shù)不足，可以早期診斷油膜軸承故障的油膜軸承故障檢測(cè)裝置。進(jìn)一步要解決的技術(shù)問題是提供一種診斷故障軸承位置的油膜軸承故障檢測(cè)裝置。
為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是，一種油膜軸承故障檢測(cè)裝置，它包括故障信號(hào)引出電路和同故障信號(hào)引出電路相連接的故障診斷電路，所述的故障信號(hào)引出電路包括一個(gè)軸承溫度信號(hào)引出電路，用以引出主軸同軸瓦因熱電偶效應(yīng)產(chǎn)生的電壓；故障診斷電路用以診斷軸承是否存在故障。所述的軸承溫度信號(hào)引出電路包括水銀滑環(huán)和測(cè)量電阻。水銀滑環(huán)安裝在主軸的軸端或與主軸電連接良好的延長(zhǎng)軸上，將旋轉(zhuǎn)連接信號(hào)變成固定連接信號(hào)；測(cè)量電阻的一端與水銀滑環(huán)的固定連接柱相接，另一端接地，用以引出主軸同軸瓦因熱電偶效應(yīng)產(chǎn)生的電壓。
所述的故障診斷電路是一塊同測(cè)量電阻并聯(lián)的電壓測(cè)量?jī)x表。
所述的故障信號(hào)引出電路還可以包括主軸轉(zhuǎn)角傳感器、角度識(shí)別電路和模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路。主軸轉(zhuǎn)角傳感器安裝在主軸或轉(zhuǎn)速同主軸轉(zhuǎn)速有一定比例的零部件上，接受主軸轉(zhuǎn)動(dòng)的信號(hào)，輸出脈沖信號(hào)。角度識(shí)別電路的輸入端同主軸轉(zhuǎn)角傳感器的輸出端相連，接收其輸出的脈沖信號(hào)，并轉(zhuǎn)換為角度值。模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路的輸入端同測(cè)量電阻與水銀滑環(huán)的連接端相連接，將電壓模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。所述的故障診斷電路是一個(gè)分析計(jì)算電路，它的一個(gè)輸入端同模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路的輸出端連接，另一個(gè)輸入端同角度識(shí)別電路的輸出端連接，它的輸出端輸出報(bào)警信號(hào)或分析結(jié)果。
本實(shí)用新型采用的故障信號(hào)引出電路，用以引出主軸同軸瓦因熱電偶效應(yīng)產(chǎn)生的電壓來反映軸瓦溫度的異常變化，所以能夠比較早期地準(zhǔn)確預(yù)報(bào)油膜軸承故障的發(fā)生，為旋轉(zhuǎn)機(jī)械設(shè)備的穩(wěn)定安全運(yùn)行提供了一套實(shí)際的解決辦法。在此基礎(chǔ)上通過主軸轉(zhuǎn)角傳感器獲得的破損點(diǎn)角度，可以間接判斷哪一個(gè)或幾個(gè)軸承出現(xiàn)故障。
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。


圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)原理示意圖。
圖2是主軸結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是故障檢測(cè)示意圖。
圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例2結(jié)構(gòu)的原理示意圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)原理如圖1所示。高速旋轉(zhuǎn)的主軸1和安裝在機(jī)體5中的軸瓦(軸瓦由軸承底板4、和軸承合金層3組成)間由一層潤(rùn)滑油油膜2隔開，形成液體摩擦；機(jī)體5與軸承底板4電連接良好，并接地。如果油膜2有破損，主軸1和軸瓦之間的潤(rùn)滑狀態(tài)發(fā)生變化，產(chǎn)生的熱能增加，油膜、主軸頸和軸瓦的溫度都會(huì)升高。軸承合金層3和主軸1是由不同種材料制成的，在高溫的條件下，會(huì)產(chǎn)生熱電偶效應(yīng)。由于油膜2的存在，主軸1和軸瓦之間有比較高的絕緣電阻，熱電偶效應(yīng)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)不會(huì)在主軸和軸瓦間形成短路電流。本實(shí)用新型在主軸端和大地間接入一個(gè)毫歐級(jí)的測(cè)量電阻R，高溫產(chǎn)生的熱電流幾乎全部通過電阻R，在其兩端產(chǎn)生毫伏級(jí)的電壓，與測(cè)量電阻R并聯(lián)的電壓表V用以感知電壓的變化。當(dāng)摩擦力大，軸瓦溫度急劇升高時(shí)，熱電偶效應(yīng)引起的，通過電阻R的熱電流異常增大，電壓表V通過測(cè)定電阻R兩端電壓的變化，感知故障即將發(fā)生。在實(shí)際過程中，當(dāng)油膜略微破損時(shí)，產(chǎn)生的熱電流會(huì)成倍甚至數(shù)十倍的放大，這樣會(huì)給故障提前預(yù)報(bào)提供了基礎(chǔ)。通常系統(tǒng)可在幾天前就會(huì)預(yù)知故障發(fā)生。
大型旋轉(zhuǎn)機(jī)械中，通常采用多個(gè)油膜軸承構(gòu)成主軸支撐體。上述的測(cè)量原理上只能獲得油膜破損信號(hào)，而不能確切知道是哪一個(gè)軸承損壞。
在不平衡旋轉(zhuǎn)設(shè)備中，如柴油發(fā)電機(jī)，旋轉(zhuǎn)時(shí)因汽缸順序點(diǎn)火，受力是不均勻的。在這種情況下，通過主軸轉(zhuǎn)角傳感器獲得的破損點(diǎn)角度，可以間接判斷哪一個(gè)或哪幾個(gè)軸承出現(xiàn)故障。
圖2、圖3反映了在柴油發(fā)電機(jī)主軸上安裝主軸轉(zhuǎn)角傳感器后，可根據(jù)主軸轉(zhuǎn)角信號(hào)變化判別哪個(gè)或者哪組軸承將出現(xiàn)故障。圖2中表示的柴油發(fā)電機(jī)有N個(gè)汽缸，a1～aN+1表示主軸承，b1～bN表示連桿軸承。圖3表示了不同角度對(duì)應(yīng)點(diǎn)火汽缸測(cè)量的熱電流大小。測(cè)量結(jié)果看，當(dāng)主軸旋轉(zhuǎn)到1#和2#汽缸點(diǎn)火時(shí)，發(fā)生熱電流增大的情況。根據(jù)圖3可判斷出，此時(shí)最有可能出故障的軸承是b1、a2、b2三個(gè)軸承。
圖4給出了本實(shí)用新型實(shí)施例2的一種實(shí)現(xiàn)方法。實(shí)施例2包括聯(lián)軸器12、延長(zhǎng)軸13、主軸轉(zhuǎn)角傳感器14、水銀滑環(huán)15和電路板6。電路板6包括毫歐級(jí)測(cè)量電阻R、模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路、角度識(shí)別電路和分析計(jì)算電路。延長(zhǎng)軸13通過電接觸良好的聯(lián)軸器12與旋轉(zhuǎn)機(jī)械設(shè)備的主軸1連接，同步旋轉(zhuǎn)。低接觸電阻的水銀滑環(huán)15安裝在延長(zhǎng)軸13的末端的連接軸16上，將旋轉(zhuǎn)軸上的電信號(hào)接出。電路板上的毫歐級(jí)測(cè)量電阻R的一端與水銀滑環(huán)15的固定連接柱相接，另一端接地。模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路的輸入端同測(cè)量電阻R與水銀滑環(huán)15的連接端相連接，將該點(diǎn)的電壓模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)；安裝在延長(zhǎng)軸13上的主軸轉(zhuǎn)角傳感器14接受主軸轉(zhuǎn)動(dòng)的信號(hào)，輸出脈沖信號(hào)。電路板上的角度識(shí)別電路將主軸轉(zhuǎn)動(dòng)脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換為角度值。分析計(jì)算電路的兩個(gè)輸入端分別同角度識(shí)別電路和模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路的輸出端連接，接受它們的輸出信號(hào)。當(dāng)模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路的輸出的電壓信號(hào)增大時(shí)，分析計(jì)算電路判斷軸承溫度是否異常，同時(shí)結(jié)合角度識(shí)別電路確定哪個(gè)軸承是故障軸承，并將分析計(jì)算數(shù)據(jù)從b端傳送給主控設(shè)備。分析計(jì)算電路如確定軸承溫度異常，有產(chǎn)生故障的可能時(shí)便從a端輸出報(bào)警信號(hào)。
權(quán)利要求1.一種油膜軸承故障檢測(cè)裝置，其特征在于，它包括故障信號(hào)引出電路和同故障信號(hào)引出電路相連接的故障診斷電路；所述的故障信號(hào)引出電路包括一個(gè)軸承溫度信號(hào)引出電路，用以引出主軸同軸瓦因熱電偶效應(yīng)產(chǎn)生的電壓；故障診斷電路用以診斷軸承是否存在故障；所述的軸承溫度信號(hào)引出電路包括水銀滑環(huán)和測(cè)量電阻；水銀滑環(huán)安裝在主軸的軸端或與主軸電連接良好的延長(zhǎng)軸上，將旋轉(zhuǎn)連接信號(hào)變成固定連接信號(hào)；測(cè)量電阻的一端與水銀滑環(huán)的固定連接柱相接，另一端接地，用以引出主軸同軸瓦因熱電偶效應(yīng)產(chǎn)生的電壓。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油膜軸承故障檢測(cè)裝置，其特征在于，所述的故障診斷電路是一塊電壓測(cè)量?jī)x表，它同測(cè)量電阻并聯(lián)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1述的油膜軸承故障檢測(cè)裝置，其特征在于，所述的故障信號(hào)引出電路還包括主軸轉(zhuǎn)角傳感器、角度識(shí)別電路和模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路；主軸轉(zhuǎn)角傳感器安裝在主軸或轉(zhuǎn)速同主軸有一定比例的零部件上，接受主軸轉(zhuǎn)動(dòng)的信號(hào)，輸出脈沖信號(hào)，角度識(shí)別電路的輸入端同主軸轉(zhuǎn)角傳感器的輸出端相連，接收其輸出的脈沖信號(hào)，并轉(zhuǎn)換為角度值；模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路的輸入端同測(cè)量電阻與水銀滑環(huán)的連接端相連接，將電壓模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)；所述的故障診斷電路是一個(gè)分析計(jì)算電路，它的一個(gè)輸入端同模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路的輸出端連接，另一個(gè)輸入端同角度識(shí)別電路的輸出端連接，它的輸出端輸出報(bào)警信號(hào)或分析結(jié)果。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種油膜軸承故障檢測(cè)裝置。本實(shí)用新型包括故障信號(hào)引出電路和同故障信號(hào)引出電路相連接的故障診斷電路。所述的故障信號(hào)引出電路包括一個(gè)軸承溫度信號(hào)引出電路，用以引出主軸同軸瓦因熱電偶效應(yīng)產(chǎn)生的電壓；故障診斷電路用以診斷是軸承是否存在故障。本實(shí)用新型能夠早期準(zhǔn)確預(yù)報(bào)油膜軸承故障的發(fā)生，為旋轉(zhuǎn)機(jī)械設(shè)備的穩(wěn)定安全運(yùn)行提供了一套實(shí)際的解決辦法。
文檔編號(hào)G01M13/00GK2804834SQ200520059388
公開日2006年8月9日 申請(qǐng)日期2005年6月8日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月8日
發(fā)明者曹健 申請(qǐng)人:曹健