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推力轴承试验台数据采集系统的研究_论文

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第 !% 卷1 增刊 !# 年 . 月 太 原 科 技 大 学 学 报 2345 !% AFG5 !# 6789:+; 7< =+>?8+: 8:>2@9A>=? 7< AB>@:B@ +:C =@BD:7;7E? !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 文章编号: -#%*$!’% (!# ) A 0 * 0 & 推 力 轴 承 试 验 台 数 据 采 集 系 统 的 研 究 谢明春, 王小 静, 高1 嵘, 于茂华 ( 上海大学 机电工程与自动化学院, 上海 !%! ) 1 1 摘1 要: 为推力轴承试验台搭建了轴承性能参数数据采集系 统, 可 测量推力轴 承的动态 油膜压力、 温度 和轴承载荷数据。通过实验研究了巴氏合金瓦推力 轴承启动 运行过 程, 得到了油 膜温度 和压力 的 变 化规律, 探讨了不同载荷和不同转速下对推力轴承油膜 温度和压力的影响。 关键词: 数据采集系统; 试验台; 推力轴承 中图分类号: =D-**5 *1 1 文献标 识码: + 1 1 推力轴承是 旋转 机械 的关 键部 件。随着 负载 提高、 尺 寸增大, 推力 轴承的运行工况越来越 恶劣, 必须开 展推力 轴 承的实验研 究 [ - 0# ] 运行经验, 分别在瓦温最高的部位 ( 出油边) , 瓦温 最低的部 位 ( 进油边) , 以及具有代表性的 ! 个点安装 传感器, 这样做 的目的不仅可以得 出轴瓦 的实 际瓦 温, 同时 在径 向和 周向 均具有对比性。试验所用的 & 个温度 传感器 的安装 位置如 图 ! 所示 。 。本 文根 据相 似 原理, 设 计了 小型 推 力 轴承试验台。为了实时采集并处理数据, 用 C+H 卡、 IB 机、 转换放大电路及传 感器 组建了 基于 ;JKLMFN 的 数据 采集 系 统。利用此系统研究了启动过程中 油膜的 瞬态温 度及压 力 变化规律、 不同载荷与转速下油膜的温度及压力分布。 -1 实验装置 - ! -1 试验台 推力轴承试验台的简图如 图 - 所示 。自制的 实验装 置 从系统的观点看 可分为 驱动 控制系 统、 实验 台机 械 部分 及 加载系统三部分组成。试验台主 要由拖 动电机、 联轴 器、 主 轴、 推力盘 及镜板、 轴瓦、 支 承装 置、 导向 立柱、 润 滑 油槽 和 加载装置组成。 试验台的工作原理如下: 由电机 拖动主轴 、 镜 板共同 旋 转; 利用杠杆 、 砝码 加载装 置将 载荷 加到 实验 瓦上, 产生 轴 向推力。主轴转速 及轴向 推力 可根 据需 要进 行调 整, 以模 拟不同的工况。 - ! !1 油膜温度的测量 采用 IO- 型铂热电 阻进 行油膜 温度 测量。根 据实 际 -5 支架; !5 杠杆 P *5 杠杆支板; &5 滚动轴承; ’5 轴; #5 钢丝; %5 力传感器; /5 轴承座; .5 立柱; -5 钢丝拉杆; --5 镜板; -!5 实验轴瓦; -*5 轴承端盖; -&5 套筒; -’5 轴承端盖; -#5 支撑板; -%5 连接轴; -/5 联轴器; -.P 电机 图 -1 试验台结构示意图 收稿日期: !#$%$! 基金项目: 上 海市科委基金项目资助 ( &’!()!* ) 和 ( +,&! ) 。 作者简介: 谢 明春 (-./- 0 ) , 男, 硕士研究生。 第 !, 卷增刊 谢明春, 等: 推力轴承试验台数据采集系统的研究 $# 该数据采集系 统主 要由 传感 器、 数据 采集 卡、 计算 机、 转换和放大电路组 成。传 感器 分别 用来 测量 油膜 温度、 压 力和轴承负 载。电 平转 换 电路 完 成 电阻 值 到电 压 值 的转 换, 放大电路将温度传感器输出 的信号 进行放 大; 数 据采集 卡和计算机分别完成数据的采集和处理。 工作原理: 温度传感器输出的电阻值信号经 过转换 电路变 成电压 值信号输出。放 大 电路 将 传 感器 输 出的 电 压信 号 进 行放 大, 然后再分别送到对应的模 拟输入端 口, 由 数据采 集卡完 图 ! 温度传感器埋设位置图 成信号的采集。整个 过程 都是 由计 算机 控制 的, 采用 的是 实时采集工作方式。 # ! $ 油膜压力的测量 本试验中, 采用 %&’()* 小型螺纹系列压力传感器来 测量 油膜压力, 其 布置如图 $ 所示。 数据采集卡完成 多通 道信 号的 连续 采集 后, 将模 拟信 号通过自身 0 D / 模 块转 换 成数 字信 号送 到计 算机 进 行处 理。计算机按照所编 制的 程序 完成 相应 的数 据处 理功 能, 最后由显示器和打印机输出试验结果。 由于我们研究的 是推 力轴 承轴 瓦的 油膜 温度 场、 压力 场、 负载等参数变化, 因而各种参数的 采集不 可能是 单点或 多点采集, 应采 用实时 采集 工作 方式。 试验 结果 最终 必须 显示 和保 存下 来, 以 便 试验 者进 行 观察 分析。 所以, 使用 2345(*6 软件编程设计的数据采集 系统, 应具 有多通 道数据 连续采集及数据显示和保存功能。 图 $ 压力传感器埋设位置图 # ! E 程序设计 #C EC # 多通道数据连续采集功能的实现 凌华公司编制了与 <9 公司 兼容数 据采集模 块, 为了实 现该功能我 们 调 用 了 板 卡 附 带 的中 级 功 能 模 块 程 序: 09 8FGH(I&J* 程序、 09 >)3J) 程序、 09 K*3L 程序和 09 8’*3J 程序。 # ! + 数据采集系统 [ , -#. ] 参考 国内外试 验数据 采集系 统 , 针对本 试验台 设 计了推力轴承试验台数据采集 系统。本系 统采用 计算机 控 制, 并基于虚 拟仪器 技术 设计 而成。其 核心 部分 是 功能 强


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