基于虚拟仪器的推力轴承动态性能测试系统研究

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1、基于虚拟仪器的推力轴承动态性能测试系统研究陈伟(中国船舶重工集团公司第704研究所,上海200031)摘要:虚拟仪器(VI)是计算机技术和传统的仪器技术相结合的产物,是仪器发展的一个重要方向.本文重点介绍了基于虚拟仪器的推力轴承动态性能测试系统,阐述了系统开发过程中测试系统结构和软硬件的设计.关键词:虚拟仪器;传感器;数据采集中图分类号:TP42文献标识码:A文章编号:100528354(2007)0920034204Researchofdynamiccharacteristictestingsystemofthrustbe

2、aringbasedonvirtualinstrumentCHENWei(No.704ResearchInstitute,CSIC,Shanghai200031,China)Abstract:Virtualinstrument(VI)isanimportantdirectionofinstrumentdevelopment.Thispaperintroducesthedynamiccharacteristictestingsystemofthrustbearingbasedonvirtualinstrument.includ

3、ingthestructureoftestingsystem,thehardwareconstitutionandsoftwaredesignofthesystem.Keywords:Virtualinstrument;Sensor;Dataacquisition1引言化界面可以方便的进行虚拟仪器的开发.推力轴承是舰船轴系的关键部件之一,其性能直接关系到整个舰船动力系统能否正常安全运行.随着2动态性能测试系统的总体结构推力轴承的载荷提高、工况要求越来越苛刻,瓦的弹推力轴承动态性能测试是推力轴承试验研究的性变形和热变形增加,引

4、起瓦面局部单位面积压力过主要内容,一般的,表征推力轴承润滑性能优劣的主大,油膜间隙减小直至油膜破坏,摩擦发热而温度过要参数有油膜厚度分布、油膜压力分布、油膜温度分高,瓦面巴氏合金烧损,推力轴承发生恶性事故.本文布等.图1所示为动态性能测试系统的总体结构图.即以推力轴承动态性能测试为研究对象,研究基于虚驱动电机启动后,由液压系统油路向推力轴承瓦施加拟仪器的轴承动态性能测试的技术和手段,得到真实正车或倒车的压力,使瓦面的压力、温度和油膜厚度可信的推力轴承性能参数.发生变化,传感器信号经NI的SCXI模拟输入模块进虚拟仪器技术,就

5、是用户在通用计算机平台上,行信号调理后,通过数据采集卡PXI26052E进入计算根据测试任务的需要来定义和设计的测试功能,其实质是充分利用计算机来实现和扩展传统仪器功能.“软件就是仪器”反映了虚拟仪器技术的本质特征.美国国家仪器公司生产的NI2LabVIEW是目前最为成功,应用最广泛的虚拟仪器软件开发系统.它一种图1总体结构图基于G语言的32位编译型图形化编程语言,其图形收稿日期:2000200200作者简介:陈伟(19792),男,工程师,主要从事船舶推进自动化控制工作.34第九期2007年技术篇机进行处理、显示和保存.额

6、定压力150BAR最大压力225BAR3硬件选择和设计激励电压28.00VDCExcitation3.1传感器最大激励电压32.00VDC3.1.1温度传感器常温下轴承实验对于温度传感器的工作范围一精度30.299mv/BAR般要求为0～120℃.我们选用的是由上海市自动化零位输出500±50mv仪表三厂生产的Pt100型铂热电阻,其规格为Φ3×温度补偿范围20DEG.Cto150DEG.C6000mm.它可以和测量、记录、控制仪表直接连用,实现对温度的自动记录、控制和调节.推力盘之间润滑油膜厚度的测量问题是本测试方案3.1

7、.2压力传感器的关键技术.对推力轴承油膜厚度等参数的测量,国动态测试系统采用Kulite小型螺纹系列压力传内外都进行了大量的研究,获得了很多经验,也提出感器来测量推力轴承瓦块内的油膜压力.压力传感器了多种检测方案和测量方法.其中较为常见的油膜厚的具体性能参数如下:度检测方法包括:电容法、电涡流法、光干涉法、光纤3.1.3位移传感器传感器法等.这几种方法的比较如下表:油膜厚度是保证推力轴承可靠、稳定工作的最主要参数,也是检测难度最大的参数.因此,推力瓦面与常用方法理论依据理论精度优点缺点由波长光干涉法光干涉原理比较精确需加反射

8、镜,有油膜散射决定0.5μm电涡流测量简便易行,测试元件安全被测对象必须为导体,速度电涡流法1μm位移原理可靠慢积累数据最多,使用经验难以实测标定,实验结果不电容法电容等效原理0.1μm丰富理想光纤传感器法光纤传输理论0.06μm抗干扰能力强技术难点多本试验的油膜厚度测试范围:20μm～2