高速轻载航空轴承打滑监测技术研究

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1、硕士学位论文高速轻载航空轴承打滑监测技术研究RESEARCHONMONITORINGTECHNOLOGIESOFHIGH-SPEEDANDLIGHT-LOADAERO-BEARINGS’SKIDDING束坤哈尔滨工业大学2015年7月国内图书分类号：TH117.1学校代码：10213国际图书分类号：621密级：公开工程硕士学位论文高速轻载航空轴承打滑监测技术研究硕士研究生：束坤导师：郑德志副教授申请学位：全日制工程硕士学科：机械工程所在单位：机电工程学院答辩日期：2015年7月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TH117.1U.D.C:621Di

2、ssertationfortheMasterDegreeinEngineeringRESEARCHONMONITORINGTECHNOLOGIESOFHIGH-SPEEDANDLIGHT-LOADAERO-BEARINGS’SKIDDINGCandidate：ShuKunSupervisor：AssociateProf.ZhengDezhiAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：MechanicalEngineeringAffiliation：SchoolofMechatronicsEngineerin

3、gDateofDefence：July,2015Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学硕士学位论文摘要轴承是旋转机械设备中最关键的零部件之一，其稳定可靠运行关乎人们的生命财产安全。航空轴承由于其应用环境和使用工况的特殊性，对航空运输安全和国防军队建设都至关重要。打滑是高速轻载航空轴承运行过程中最常见的失效形式之一，一旦发生打滑会对航空轴承的稳定运行产生极大的威胁。但是由于缺乏有效的保持架实际转速和内圈温度监测方法，使得对打滑的监测及其对轴承温度影响的研究相对困难。与此同时，现代航空工

4、业的飞速发展，对轴承的运转提出了更高的要求，这使得对打滑研究的要求日益迫切。本文利用新型传感器件和通讯传输技术，实现了对保持架实际转速和内圈温度的测量，通过VB等编程软件对其进行集成，实现了对轴承打滑和温度的综合监测，并对打滑引起的轴承温度变化进行了初步探究分析，为打滑研究提供了重要的监测手段和方法。首先，使用光纤传感器实现了对内外圈同时旋转的滚动轴承保持架转速的测量。通过排布光纤的方法，将发射端光源转移到保持架的一端，从而解决了外圈配合工装的阻碍，实现了滚动体公转，即保持架转速到脉冲信号的转化，通过计数脉冲信号便得到保持架的实际转速。搭建模拟试验装置验证了该原理和方法的

5、可行性，为其实际应用提供了理论和实践基础。然后，利用无线数字技术，结合热电阻实现对内圈温度的接触测量和信号传输。使用薄膜热电阻组成温度信号转化及放大模拟电路，将温度变化转化为输出电压的变化。利用单片机实现对输出电压的采集和模数转化，并控制无线传输模块发送和接收数字信号。通过单片机与上位机之间的通信，将接收到的数字信号传输给上位机，应用VB程序实现温度的显示。最后，研制滚动轴承打滑及温度综合监测试验台，检验上述两种测量方法的可行性，探究打滑对轴承温度的影响。利用光纤传感器测量保持架的实际转速，通过计算得到打滑率，利用无线测温装置测量内圈温度，使用VB编写滚动轴承打滑及温度综

6、合监测软件，实现了软件集成及实时监测。通过分析打滑率和温度的变化，实现对打滑及其对轴承温度影响的探究。试验验证了利用光纤传感器进行打滑监测，以及利用无线数字技术实现内圈温度测量的可行性，为其实际应用奠定了基础。关键词：航空轴承；打滑；保持架转速；内圈温度；单片机；VB-I-哈尔滨工业大学硕士学位论文AbstractBearingsareoneofthemostkeycomponentsinrotatingmachinery,andtheirstableandreliableoperationisrelatingtopeople'slivesandproperty.Aero

7、-bearings,duetotheparticularityoftheirapplicationenvironmentanduseconditions,areextremeimportanttoairtransportsafety,nationaldefenseandmilitary.Skiddingisoneofthemostcommonformsoffailuretoaero-bearingsthoseruninhigh-speedandlight-loadprocess.Therewillbeagreatthreatt