一种航空轴承保持架打滑率的非接触式测量方法技术

一种航空轴承保持架打滑率的非接触式测量方法，属于航空轴承在线状态监测领域。解决了现有航空轴承保持架转速测量方法测量精度低，从而导致保持架打滑率准确度低的问题。弱磁探测传感器探头位于航空轴承的外圈上方，且吊装在轴承座的通孔内，用于采集滚动体和内圈产生的混合磁场信息；由于保持架的实际转速v

A non-contact method for measuring the slip rate of cage of aviation bearing

The invention relates to a non-contact measurement method for the slip rate of an aviation bearing cage, which belongs to the field of online state monitoring of aviation bearings. It solves the problem that the measurement accuracy of the speed measurement method of the current aviation bearing cage is low, which leads to the low accuracy of the slip rate of the cage. The feeble magnetic detection sensor probe is located above the outer ring of the aviation bearing and is hoisted in the through hole of the bearing seat to collect the mixed magnetic field information generated by the rolling body and the inner ring; because of the actual rotation speed of the cage, V

【技术实现步骤摘要】
一种航空轴承保持架打滑率的非接触式测量方法
本专利技术属于航空轴承在线状态监测领域。
技术介绍
滚动轴承是旋转机械的重要部件，关系到旋转机械能否安全平稳地运行。尤其对于航空发动机轴承来说，其在高温、高转速、重载荷及油雾等恶劣环境下工作，当轴承工作时，由于滚动体随着轴承内圈做圆周运动，在离心力的作用下，滚动体常常与轴承外圈的内滚道保持一定的接触，导致了滚动体不能保持在原有位置运转，使得滚动体在内、外圈之间产生频繁的滑动，致使在接触区域产生较大的剪切力。最终，产生严重摩擦并伴随高热量产生，可导致轴承寿命降低。为此，非常有必要采取一种方法来测量航空轴承的打滑程度，以保证航空轴承正常运行。在航空轴承保持架打滑测量中，其关键参数是航空轴承保持架转速的测量。传统的光学的测试装置无法在油雾干扰的情况下，测量航空轴承的保持架转速；而电涡流传感器测量航空轴承的保持架速度时，需要对保持架做一定的处理，影响了航空轴承保持架的动平衡，测量结果的可信度不高；上述测量方法均不能准确测量航空轴承的保持架转速。而航空轴承的保持架转速的测量准确性直接影响航空轴承打滑率。因此，亟需提供一种能够精确测量轴承打滑率的测量方法。
技术实现思路
本专利技术是为了解决现有航空轴承保持架转速测量方法测量精度低，从而导致保持架打滑率准确度低的问题，本专利技术提供了一种航空轴承保持架打滑率的非接触式测量方法。一种航空轴承保持架打滑率的非接触式测量方法，该测量方法是基于弱磁探测传感器探头、航空轴承和轴承座实现的，航空轴承包括外圈、滚动体、保持架和内圈；保持架由导磁率为0的材料制成，外圈、滚动体和内圈由金属材质制成；航空轴承的外圈固定在轴承座上，且航空轴承的中轴线平行于水平面；轴承座的上方开设有通孔；弱磁探测传感器探头位于航空轴承的外圈上方，且吊装在轴承座的通孔内，用于采集滚动体和内圈产生的混合磁场信息；航空轴承转动的过程中，外圈处于静止，滚动体、保持架和内圈均绕航空轴承的中轴线周向运动，且滚动体和保持架运动同步；该测量方法包括如下步骤：步骤一、通过弱磁探测传感器探头采集滚动体和内圈产生的混合磁场信息；步骤二、根据步骤一获得的混合磁场信息获取内圈旋转的特征频率fi和滚动体旋转的特征频率fc′；步骤三、根据滚动体旋转的特征频率fc′，获得滚动体的实际转速vc′＝fc′×60，其中，vc′＝vc″，vc″为保持架的实际转速；根据内圈旋转的特征频率fi，获得内圈的实际转速vi＝fi×60；步骤四、保持架的理论转速为vc，其中，将步骤三获得的vi带入公式一中，获得，vc＝30fi(1-γ)；γ为无量纲的参数，D为航空轴承的节圆直径，α为航空轴承的接触角，dm为滚动体的直径；步骤五、当vc″<vc时，航空轴承的保持架发生打滑，根据步骤四获得的vc和步骤三获得的vc″，获得保持架的打滑率从而完成了对保持架的打滑率S的非接触式测量。优选的是，步骤二中，根据步骤一获得的混合磁场信息获取内圈旋转的特征频率fi和滚动体旋转的特征频率fc′的具体过程为：对步骤一获得的混合磁场信息的时域信息经过傅里叶变换后，转化为频域信息，从而识别出内圈旋转的特征频率fi和滚动体旋转的特征频率fc′。优选的是，t1＜t2；t1为弱磁探测传感器探头的响应时间；t2为相邻的两个滚动体经过弱磁探测传感器探头的时间间隔。优选的是，3f1＜f2；f1为弱磁探测传感器探头的响应频率；f2为相邻两个滚动体经过弱磁探测传感器探头的频率。优选的是，所述的一种航空轴承保持架打滑率的非接触式测量方法，还包括支架；支架用于吊装弱磁探测传感器探头。原理分析：本专利技术提供了一种测量保持架打滑率S的方法，由于保持架的实际转速vc″和滚动体的实际转速vc′相等，因此，首先通过采集的混合磁场信息获得滚动体的实际转速vc′，即：获得了保持架的实际转速vc″，根据保持架的实际转速vc″和理论转速vc获得保持架的打滑率S，整个测量过程为非接触式测量，无需对航空轴承的结构做任何破坏，测量过程简单，便于实施。本专利技术带来的有益效果是，在航空轴承的外圈的径向方向，吊装一个弱磁探测传感器的探头，依据此探头可探测滚动体及内圈的微弱磁场，通过对传感器输出信号进行频域变换，可提取滚动体及内圈实际速度，由于滚动体的实际速度与保持架实际速度相同，即可获得保持架的实际速度，最终实现航空轴承保持架打滑率的测量，整个测量过程中，弱磁探测传感器探头均未与航空轴承接触，整个测量过程为非接触式测量，不会对航空轴承的保持架的动平衡产生影响，从而提高数据的获取保真度，最终提高保持架滑率的测量精度。本专利技术测量方法是一种主动式的测量，无需对航空轴承的结构做任何破坏，并在高温及油雾等恶劣环境下，可稳定工作，其对保持架转速测量具有一定的可行性。附图说明图1为磁通门传感器探头、航空轴承和轴承座之间连接关系图；具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步说明，但不作为本专利技术的限定。参见图1说明本实施方式，本实施方式所述的一种航空轴承保持架打滑率的非接触式测量方法，该测量方法是基于弱磁探测传感器探头1、航空轴承2和轴承座3实现的，航空轴承2包括外圈2-1、滚动体2-2、保持架2-3和内圈2-4；保持架2-3由导磁率为0的材料制成，外圈2-1、滚动体2-2和内圈2-4由金属材质制成；航空轴承2的外圈2-1固定在轴承座3上，且航空轴承2的中轴线平行于水平面；轴承座3的上方开设有通孔；弱磁探测传感器探头1位于航空轴承2的外圈2-1上方，且吊装在轴承座3的通孔内，用于采集滚动体2-2和内圈2-4产生的混合磁场信息；航空轴承2转动的过程中，外圈2-1处于静止，滚动体2-2、保持架2-3和内圈2-4均绕航空轴承2的中轴线周向运动，且滚动体2-2和保持架2-3运动同步；该测量方法包括如下步骤：步骤一、通过弱磁探测传感器探头1采集滚动体2-2和内圈2-4产生的混合磁场信息；步骤二、根据步骤一获得的混合磁场信息获取内圈2-4旋转的特征频率fi和滚动体2-2旋转的特征频率fc′；步骤三、根据滚动体2-2旋转的特征频率fc′，获得滚动体2-2的实际转速vc′＝fc′×60，其中，vc′＝vc″，vc″为保持架2-3的实际转速；根据内圈2-4旋转的特征频率fi，获得内圈2-4的实际转速vi＝fi×60；...

【技术保护点】
1.一种航空轴承保持架打滑率的非接触式测量方法，该测量方法是基于弱磁探测传感器探头(1)、航空轴承(2)和轴承座(3)实现的，航空轴承(2)包括外圈(2-1)、滚动体(2-2)、保持架(2-3)和内圈(2-4)；/n保持架(2-3)由导磁率为0的材料制成，外圈(2-1)、滚动体(2-2)和内圈(2-4)由金属材质制成；/n其特征在于，航空轴承(2)的外圈(2-1)固定在轴承座(3)上，且航空轴承(2)的中轴线平行于水平面；/n轴承座(3)的上方开设有通孔；/n弱磁探测传感器探头(1)位于航空轴承(2)的外圈(2-1)上方，且吊装在轴承座(3)的通孔内，用于采集滚动体(2-2)和内圈(2-4)产生的混合磁场信息；/n航空轴承(2)转动的过程中，外圈(2-1)处于静止，滚动体(2-2)、保持架(2-3)和内圈(2-4)均绕航空轴承(2)的中轴线周向运动，且滚动体(2-2)和保持架(2-3)运动同步；/n该测量方法包括如下步骤：/n步骤一、通过弱磁探测传感器探头(1)采集滚动体(2-2)和内圈(2-4)产生的混合磁场信息；/n步骤二、根据步骤一获得的混合磁场信息获取内圈(2-4)旋转的特征频率f...

【技术特征摘要】
1.一种航空轴承保持架打滑率的非接触式测量方法，该测量方法是基于弱磁探测传感器探头(1)、航空轴承(2)和轴承座(3)实现的，航空轴承(2)包括外圈(2-1)、滚动体(2-2)、保持架(2-3)和内圈(2-4)；
保持架(2-3)由导磁率为0的材料制成，外圈(2-1)、滚动体(2-2)和内圈(2-4)由金属材质制成；
其特征在于，航空轴承(2)的外圈(2-1)固定在轴承座(3)上，且航空轴承(2)的中轴线平行于水平面；
轴承座(3)的上方开设有通孔；
弱磁探测传感器探头(1)位于航空轴承(2)的外圈(2-1)上方，且吊装在轴承座(3)的通孔内，用于采集滚动体(2-2)和内圈(2-4)产生的混合磁场信息；
航空轴承(2)转动的过程中，外圈(2-1)处于静止，滚动体(2-2)、保持架(2-3)和内圈(2-4)均绕航空轴承(2)的中轴线周向运动，且滚动体(2-2)和保持架(2-3)运动同步；
该测量方法包括如下步骤：
步骤一、通过弱磁探测传感器探头(1)采集滚动体(2-2)和内圈(2-4)产生的混合磁场信息；
步骤二、根据步骤一获得的混合磁场信息获取内圈(2-4)旋转的特征频率fi和滚动体(2-2)旋转的特征频率fc′；
步骤三、根据滚动体(2-2)旋转的特征频率fc′，获得滚动体(2-2)的实际转速vc′＝fc′×60，其中，vc′＝vc″，vc″为保持架(2-3)的实际转速；
根据内圈(2-4)旋转的特征频率fi，获得内圈(2-4)的实际转速vi＝fi×60；
步骤四、保持架(2-3)的理论转速为vc，其中，


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【专利技术属性】
技术研发人员：战利伟，毕明龙，李正辉，孙东，公平，韩松，于庆杰，王文雪，王双，艾青牧，刘金玲，童锐，曹娜娜，李海涛，刘明，王丽瑶，
申请(专利权)人：中国航发哈尔滨轴承有限公司，
类型：发明
国别省市：黑龙;23