【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种滚动轴承润滑油膜厚度超声波定量检测方法的标定装置，属于无损检测与润滑油膜厚度测量领域。
技术介绍
1、轴承作为关键机械传动部件，使用寿命直接决定了设备运转的稳定性及可靠性。轴承润滑程度在很大程度上会影响轴承的运行寿命。良好的润滑可以发挥轴承的最佳性能，如果润滑油不足或供应中断导致油膜无法形成，轴承部件之间的表面将直接接触，进而会导致内滚道表面损坏、磨损，或者在极端情况下会导致卡滞。检测轴承内部油膜厚度是评价轴承润滑状态的重要指标之一。
2、超声波技术作为一种无损检测方法，可实现微米级油膜厚度的测量。目前，针对常见的钢-油-钢三层结构，已经建立了不同的测量模型。如使用超声入射波与反射回波之间的渡越时间测量油膜厚度的渡越时间法、将润滑油膜比作弹簧进行测量的弹簧模型法、使用反射回波相位变化进行测量的相位模型法、使用共振频率进行测量的共振模型法等。然而，在测量运行中的轴承内部润滑油膜时，难以获取真实的油膜厚度，此外当轴承转动过快时在滚子与滚道之间会产生空穴，导致测量结果不准确。目前已有的测量装置大多为平面润滑油膜测量，无法模拟轴承内、外圈与滚子接触所形成的曲率表面。此外大部分装置为静态测量，更改厚度需要进行复杂调试，缺少一种动态测量润滑油膜厚度的装置。
3、综上，对于轴承润滑油膜厚度的超声测量，缺少一种模拟轴承曲率油膜，并在运行时进行动态测量润滑油膜厚度的装置。设计一种模拟轴承运行的装置，在运行的同时使用超声与其他方法进行测量，有助于在测量运行中轴承的润滑油膜厚度并使用其他方法进行检验校核，并针
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题在于针对现有技术中的不足，提供一种滚动轴承润滑油膜超声测量方法的标定装置，解决常用超声标定装置无法考虑轴承曲率以及无法测量运行中的轴承润滑油膜的问题。并实现检测过程中分析气穴(轴承运行时滚子滚动过快时在滚动轨迹后方产生的空气区域)对超声测量结果所产生的影响问题，满足轴承实际运行中润滑油膜厚度的超声测量需求。
2、本专利技术采用的技术方案为利用偏心轮控制润滑油膜厚度，通过光学测量标定修正超声测量结果。采用厚度方向震动压电片在仪器外部激励超声波，通过弹簧模型来表征内部轴承润滑油膜厚度。使用光学传感器测量油膜厚度的真实值，对超声测量结果进行标定、修正。方法所需装置包括超声信号激励源、厚度方向震动超声压电陶瓷片、信号采集设备、一维光学厚度检测传感器、透明油盖、驱动轴、密封圈、偏心论、实验台框架、防滑垫。
3、一种模拟圆柱滚子轴承润滑油膜厚度超声测量标定装置，包括实验台框架，实验台框架的主体为单面开口的外圈主框架，偏心轮通过驱动轴安装于外圈主框架内；透明油盖通过密封圈将偏心轮密封于实验台框架内；所述透明油盖的周向设有均匀分布的光学传感器；所述单面开口的外圈主框架上均匀分布有超声传感器；实验台框架的底部设有防滑垫；所述超声传感器为测量元件；所述光学传感器为标定元件；润滑油膜填充于偏心轮与实验台框架之间；通过对外圈主框架内部的偏心轮进行旋转，使偏心轮与实验台框架之间的结构间隙发生变化，进而控制润滑油膜厚度变化。
4、进一步地，所述超声传感器为油膜厚度超声测量传感器，设置于在单面开口外圈主框架轴侧的八个均匀角度处，测量每个位置处的润滑油膜厚度。
5、进一步地，所述光学传感器为油膜厚度光学测量传感器，光学传感器位于透明油盖正面，与所述超声传感器的位置相对应，对润滑油膜厚度超声测量结果进行标定，并测量气穴。
6、进一步地，所述润滑油膜厚度测量方法为，通过超声传感器测量每个位置处的超声反射系数，通过弹簧模型计算该位置处的润滑油膜厚度。
7、进一步地，所述润滑油膜厚度标定方法为，通过光学传感器的光学测量结果作为油膜厚度的真实测量值，以此对超声测量结果进行检验并修正计算模型。
8、进一步地，所述测量气穴通过光学传感器检测滚动轨迹后方的润滑油膜中是否产生气穴，随后观察超声信号的变化规律，进行标定气穴对超声测量油膜厚度的影响。
9、本专利技术实施步骤如下：
10、步骤一：通过电机带动偏心轮转动以调节润滑油膜厚度；
11、步骤二：启动光学测量仪，通过光学传感器采集不同位置处的润滑油膜厚度真实值；
12、步骤三：使用超声激励接收装置采集不同位置处的超声反射信号，结合现有超声模型计算油膜厚度，与光学测量结果进行对照，对超声模型进行修正；
13、步骤四：调节偏心轮转速，通过分析光学、超声信号，判断不同转速下滚动轨迹后方的润滑油膜中是否产生气穴。
14、与现有技术相比较，本专利技术具有如下有益效果。
15、1、本专利技术利用偏心圆的旋转调节油膜厚度，实现润滑油膜厚度的动态变化。相比于平面油膜调节装置，可更好模拟轴承中的曲面与旋转状况。在当前技术中，仅使用平面装置对油膜进行模拟、测量，对于超声测量油膜厚度有较大缺陷，因在测量曲面油膜厚度时所获得的油膜厚度为一定范围内的平均厚度，此问题可以在本专利技术中进行后续研究。
16、2、本专利技术在同一位置配备了超声传感器与光学传感器，通过高精度光学传感器所获得的厚度信息与超声模型推算所得的油膜厚度进行对照，相比于单独使用超声传感器，其获得的厚度结果可能会因为位移装置的误差而导致位移距离产生误差。本专利技术利用光学传感器获得油膜的精确厚度值，在检测精度上进行了创新。
17、3、本专利技术通过配置的光学传感器在装置进行中高速旋转时检测其是否产生气穴，产生时则测量气穴的大小。相较于现有技术，针对气穴的产生和影响研究较少，本专利技术利用光学传感器检测并与超声模型推算结果进行比对，探究气穴的产生对超声测量结果的影响，在检测内容上进行了创新。
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1.一种模拟圆柱滚子轴承润滑油膜厚度超声测量标定装置，其特征在于：包括实验台框架(6)，实验台框架(6)的主体为单面开口的外圈主框架，偏心轮(5)通过驱动轴(3)安装于外圈主框架内；透明油盖(2)通过密封圈(4)将偏心轮(5)密封于实验台框架(6)内；所述透明油盖(2)的周向设有均匀分布的光学传感器(1)；所述单面开口的外圈主框架上均匀分布有超声传感器(7)；实验台框架(6)的底部设有防滑垫(8)；
2.根据权利要求1所述的模拟圆柱滚子轴承润滑油膜厚度超声测量标定装置，其特征在于，所述超声传感器(7)为油膜厚度超声测量传感器，设置于在单面开口外圈主框架轴侧的八个均匀角度处，测量每个位置处的润滑油膜厚度。
3.根据权利要求1所述的模拟圆柱滚子轴承润滑油膜厚度超声测量标定装置，其特征在于，所述光学传感器(1)为油膜厚度光学测量传感器，光学传感器(1)位于透明油盖(2)正面，与所述超声传感器(7)的位置相对应，对润滑油膜厚度超声测量结果进行标定，并测量气穴。
4.根据权利要求1或3所述的模拟圆柱滚子轴承润滑油膜厚度超声测量标定装置，其特征在于，所述润
5.根据权利要求1或4所述的模拟圆柱滚子轴承润滑油膜厚度超声测量标定装置，其特征在于，所述润滑油膜厚度标定方法为，通过光学传感器(1)的光学测量结果作为油膜厚度的真实测量值，以此对超声测量结果进行检验并修正计算模型。
6.根据权利要求3所述的模拟圆柱滚子轴承润滑油膜厚度超声测量标定装置，其特征在于，所述测量气穴通过光学传感器检测滚动轨迹后方的润滑油膜中是否产生气穴，随后观察超声信号的变化规律，进行标定气穴对超声测量油膜厚度的影响。
7.根据权利要求1所述的模拟圆柱滚子轴承润滑油膜厚度超声测量标定装置，其特征在于，驱动轴(3)由电机驱动；该装置的具体实施步骤如下：步骤一：通过电机带动偏心轮转动以调节润滑油膜厚度；
...【技术特征摘要】
1.一种模拟圆柱滚子轴承润滑油膜厚度超声测量标定装置，其特征在于：包括实验台框架(6)，实验台框架(6)的主体为单面开口的外圈主框架，偏心轮(5)通过驱动轴(3)安装于外圈主框架内；透明油盖(2)通过密封圈(4)将偏心轮(5)密封于实验台框架(6)内；所述透明油盖(2)的周向设有均匀分布的光学传感器(1)；所述单面开口的外圈主框架上均匀分布有超声传感器(7)；实验台框架(6)的底部设有防滑垫(8)；
2.根据权利要求1所述的模拟圆柱滚子轴承润滑油膜厚度超声测量标定装置，其特征在于，所述超声传感器(7)为油膜厚度超声测量传感器，设置于在单面开口外圈主框架轴侧的八个均匀角度处，测量每个位置处的润滑油膜厚度。
3.根据权利要求1所述的模拟圆柱滚子轴承润滑油膜厚度超声测量标定装置，其特征在于，所述光学传感器(1)为油膜厚度光学测量传感器，光学传感器(1)位于透明油盖(2)正面，与所述超声传感器(7)的位置相对应，对润滑油膜厚度超声测量结果进行标定，并测量...
【专利技术属性】
技术研发人员：邹杰屹，卞泽琦，吕炎，高杰，张旭日，何存富，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：
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