液静压轴承监测系统及其方法技术方案

本公开提供一种液静压轴承监测系统及其方法，利用传感器监测液静压轴承器件的状态参数，以供计算单元建立性能预测模型，而能比对该性能预测模型及可靠度实验数据，能得到液静压轴承器件的性能状态变化，进一步提供预警功能。

Hydrostatic bearing monitoring system and method thereof

The present invention provides a liquid hydrostatic bearing monitoring system and method, using sensors to monitor state parameters of hydrostatic bearing device, for computing unit to establish a performance prediction model, and compare the performance prediction model and the reliability of the experimental data, can get the performance change of state hydrostatic bearing device, to provide early warning function.

【技术实现步骤摘要】
液静压轴承监测系统及其方法
本公开涉及一种轴承监测技术，尤其涉及一种液静压轴承监测系统及其方法。
技术介绍
液静压轴承为一种将具有一定压力的液压油输送至轴承与轴之间的油腔中来形成承载油膜，可有效隔开相互接触的轴承与轴之间的金属表面，并产生静压力以支撑负载。因此，液静压轴承同时具备刚性高、抗震性好、极低摩擦、精度高及误差平均化等优点。一个完整的液静压轴承构造及原理较复杂，而不容易厘清故障问题点。为解决此问题，现有液静压轴承产品多采用传感器直接监视或监控的技术手段。除此之外，尚有定期停机保养来确保液静压轴承安全的手段。然而，上述手段仅能在液静压轴承故障后，才检测出其状态并发出预警，定期停机保养亦有着停机时间较长、操作难度大等缺点，且由于液静压轴承构造及原理的复杂，节流器或滑块的元件只要有堵塞之故障情形，就容易造成一连串不可避免的连锁故障反应，造成整体资源浪费及使用者极大的商业损失。是以，如何提供一种预警并可监控液静压轴承的性能寿命的状态的系统及方法，以在液静压轴承故障之前检测出其状态，为目前亟待解决的课题之一。
技术实现思路
本公开的主要目的在于提供一种液静压轴承监测系统及其方法，能进一步提供预警功能并可监控液静压轴承的性能寿命的状态。本公开的一目的在于提供一种液静压轴承监测系统，包括：液静压轴承器件，再包括：轴体；至少二滑块，其分别位于该轴体的二表面，以使该滑块与该轴体之间形成一间隙；及节流器，连接一油压单元的供液管路，用以将该油压单元的液压油送入该间隙中，以形成油膜；至少一传感器，用以检测该液静压轴承器件的至少一状态参数；以及计算单元，再包括：存储模块，用以接收并存储该状态参数，且该存储模块存储有多组可靠度实验数据；模型建立模块，用以依据该状态参数建立一性能预测模型；及比对模块，用以依据该多组可靠度实验数据比对该性能预测模型，以得到一比对结果。本公开的另一目的在于提供一种液静压轴承监测方法，包括下列步骤：利用至少一传感器检测一液静压轴承器件的至少一状态参数，并将该状态参数传送至一计算单元中；依据该状态参数，通过该计算单元的模型建立模块建立一性能预测模型；以及以该计算单元的比对模块，依据多组可靠度实验数据比对该性能预测模型，以得到一比对结果。附图说明图1为本公开液静压轴承监测系统的功能示意图；图2A至图2C为本公开液静压轴承监测系统所建立的可靠度实验性能预测模型示意图；图3A至图3D为本公开液静压轴承监测系统的可靠度实验性能预测模型特征判断数据的示意图；图4A为本公开液静压轴承监测系统的一实施例的可靠度实验性能预测模型与可靠度实验性能预测模型特征判断数据的比对示意图；图4B至图4C为本公开液静压轴承监测系统的一实施例中使用模糊类神经网络训练示意图；以及图5为本公开液静压轴承监测方法的流程步骤图。符号说明1液静压轴承监测系统10液静压轴承器件11轴体12、13、14滑块121、131、141油腔15节流器16油压单元161供液管路20传感器30计算单元31存储模块32模型建立模块33比对模块34、35、405、406、407、408曲线341高频区段401、402、403、404区块41、44输入层42、45隐藏层43、46输出层S51～S53步骤。具体实施方式以下藉由特定的具体实施例说明本公开的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本公开的其他优点及功效。须知，本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供本领域技术人员的了解与阅读，并非用以限定本公开可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本公开所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本公开所揭示的
技术实现思路
得能涵盖的范围内。请参阅图1，本公开的液静压轴承监测系统1包括液静压轴承器件10、至少一传感器20以及计算单元30。该液静压轴承器件10进一步包括轴体11、滑块12、13、14、节流器15及油压单元16。在一实施例中，轴体11可为任何形式的液静压轴承结构，例如为圆柱形、锥形、球形的径向液静压轴承，或为扇形、环形的轴向液静压轴承，本公开并不以此为限。本公开的液静压轴承监测系统1包括至少二以上的滑块，此二滑块为成组方式以分别位于该轴体11的二表面。以图1为例，液静压轴承监测系统1可包括位于轴体11上表面的滑块12以及位于轴体11下表面的滑块13，或是可包括分别位于轴体11侧表面的二滑块14。滑块12、13、14可视轴向或径向的轴体结构的不同来进行设计，本公开并不以此为限。滑块12、13、14分别位于轴体11的表面后，滑块12、13、14与轴体11之间形成一间隙。另滑块12、13、14分别具有相对于轴体11的表面的油腔121、131、141。节流器15连接一油压单元16的供液管路161，用以将存储在油压单元16中的液压油经供液管路161送入滑块12、13、14与轴体11之间的间隙以及油腔121、131、141中，借此使滑块12、13、14与轴体11之间形成油膜，此油膜能产生静压力以支撑负载。在一实施例中，该油压单元16可为定压力供油系统或定流量供油系统，而该节流器15可为小孔节流器、毛细管节流器或可变节流器，本领域技术人员自可视需求自行设计油压单元16与节流器15之间的搭配，本公开并不以此为限。本公开的液静压轴承监测系统1包括至少一传感器20，该传感器20安装在节流器15与滑块12、13、14之间的供液管路161上，用以检测该液静压轴承器件10的至少一状态参数。在一实施例中，该传感器20为压力传感器、流量传感器、位移传感器(如涡电流传感器)或温度传感器。根据传感器20种类的不同，可检测不同的状态参数，因此，所得的该状态参数可为油温、油压、油量或油膜间隙。其中，该温度传感器可安装在供液管路的入口或出口处，该压力传感器可以并联方式安装在供液管路上，而流量传感器可以串联方式安装在供液管路上。在另一实施例中，本公开的液静压轴承监测系统1藉由节流器15的特性及所搭配的传感器20种类，达成即时状态监控诊断的功能。在液静压轴承器件10中，使用油压单元16向节流器15供油，再送至滑块12、13、14的油腔121、131、141中，依靠液压油通过节流器15的压力降，自动调节流量以适应负载的变化，计算所使用的公式如下：P＝QR，R＝R节流器+R滑块，R滑块(h)其中，P为液压油压力，Q为液压油流量，R节流器为节流器的流阻，R滑块为滑块的流阻，R滑块(h)为间隙(h)的函数。当液静压轴承器件10承受正向负载时，滑块12、13、14受到正向压力，其正向负载将使轴体11与滑块12、13、14之间的间隙变小，滑块流阻随的增加，液压油流量变小，与此同时液压油压力将会增大以适应相对应的负载，进而达到自动补偿的功效。反之，当液静压轴承器件10承受负向负载时，滑块12、13、14受到负向压力，其负向负载将使轴体11与滑块12、13、14之间的间隙变大，滑块流阻随的减小，液压油流量变大，与此同时液压油压力将会减少以适应相对应的负载。据此，本公开的液静压轴承监测系统1可藉由检测液压油压力P、液压油流量Q及间隙H，来交互比对判断液静压轴承器件是否故障。上述传感器20所检测出的状态参本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种液静压轴承监测系统，其特征为，该系统包括：液静压轴承器件，包括：轴体；至少二滑块，其分别位于该轴体的二相对表面的上方，使各该滑块与该轴体之间形成有一间隙；及节流器，连接一油压单元的供液管路，用以将该油压单元的液压油送入该间隙中，以形成油膜；至少一传感器，用以检测该液静压轴承器件的至少一状态参数；以及计算单元，其包括：存储模块，用以接收并存储该状态参数，且存储有多组可靠度实验数据；模型建立模块，用以依据该状态参数建立一性能预测模型；及比对模块，用以依据该多组可靠度实验数据比对该性能预测模型，以得到一比对结果。

【技术特征摘要】
2015.10.28 TW 104135388;2015.12.15 US 14/969,2901.一种液静压轴承监测系统，其特征为，该系统包括：液静压轴承器件，包括：轴体；至少二滑块，其分别位于该轴体的二相对表面的上方，使各该滑块与该轴体之间形成有一间隙；及节流器，连接一油压单元的供液管路，用以将该油压单元的液压油送入该间隙中，以形成油膜；至少一传感器，用以检测该液静压轴承器件的至少一状态参数；以及计算单元，其包括：存储模块，用以接收并存储该状态参数，且存储有多组可靠度实验数据；模型建立模块，用以依据该状态参数建立一性能预测模型；及比对模块，用以依据该多组可靠度实验数据比对该性能预测模型，以得到一比对结果。2.如权利要求1所述的液静压轴承监测系统，其特征为，该传感器为压力传感器、流量传感器、位移传感器及温度传感器之一或其组合。3.如权利要求1所述的液静压轴承监测系统，其特征为，该状态参数为油温、油压、油量及油膜间隙之一或其组合。4.如权利要求1所述的液静压轴承监测系统，其特征为，该多组可靠度实验数据为将多组样本经由一模糊类神经网络训练而得者，且其中，该多组样本包括该液静压轴承器件的故障原因信号及其出现时机。5.如权利要求1所述的液静压轴承监测...

【专利技术属性】
技术研发人员：柯博修，陈志明，陈尚德，苏兴川，萧锡鸿，洪绍颖，
申请(专利权)人：财团法人工业技术研究院，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71