專利名稱：油膜軸承故障檢測裝置的制作方法
技術(shù)領域：
本實用新型涉及一種檢測裝置，尤其是一種旋轉(zhuǎn)機械的油膜軸承故障檢測裝置。
背景技術(shù)：
很多大型旋轉(zhuǎn)機械設備，如柴油發(fā)電機、水輪發(fā)電機等，采用油膜滑動軸承作為對旋轉(zhuǎn)主軸的支承。在正常的運轉(zhuǎn)條件下，油膜軸承的軸瓦和旋轉(zhuǎn)主軸之間有潤滑油油膜隔開，形成液體摩擦，減少了摩擦損耗。在設備高速、高溫的工作條件下，這層油膜的破壞會導致主軸與軸瓦形成邊界摩擦，產(chǎn)生高溫使軸瓦燒毀，輕則造成設備故障，重則造成重大的設備事故。為防止這種事故發(fā)生，可以采用煙霧報警等方式，但是這些方式只有在事故已經(jīng)開始發(fā)生的情況下才能起作用。如何在早期預報故障，以獲得較長的預備處理時間，是這些機械設備故障診斷的一個難點。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種能夠克服現(xiàn)有技術(shù)不足，可以早期診斷油膜軸承故障的油膜軸承故障檢測裝置。進一步要解決的技術(shù)問題是提供一種診斷故障軸承位置的油膜軸承故障檢測裝置。
為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用的技術(shù)方案是，一種油膜軸承故障檢測裝置，它包括故障信號引出電路和同故障信號引出電路相連接的故障診斷電路，所述的故障信號引出電路包括一個軸承溫度信號引出電路，用以引出主軸同軸瓦因熱電偶效應產(chǎn)生的電壓；故障診斷電路用以診斷軸承是否存在故障。所述的軸承溫度信號引出電路包括水銀滑環(huán)和測量電阻。水銀滑環(huán)安裝在主軸的軸端或與主軸電連接良好的延長軸上，將旋轉(zhuǎn)連接信號變成固定連接信號；測量電阻的一端與水銀滑環(huán)的固定連接柱相接，另一端接地，用以引出主軸同軸瓦因熱電偶效應產(chǎn)生的電壓。
所述的故障診斷電路是一塊同測量電阻并聯(lián)的電壓測量儀表。
所述的故障信號引出電路還可以包括主軸轉(zhuǎn)角傳感器、角度識別電路和模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路。主軸轉(zhuǎn)角傳感器安裝在主軸或轉(zhuǎn)速同主軸轉(zhuǎn)速有一定比例的零部件上，接受主軸轉(zhuǎn)動的信號，輸出脈沖信號。角度識別電路的輸入端同主軸轉(zhuǎn)角傳感器的輸出端相連，接收其輸出的脈沖信號，并轉(zhuǎn)換為角度值。模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路的輸入端同測量電阻與水銀滑環(huán)的連接端相連接，將電壓模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。所述的故障診斷電路是一個分析計算電路，它的一個輸入端同模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路的輸出端連接，另一個輸入端同角度識別電路的輸出端連接，它的輸出端輸出報警信號或分析結(jié)果。
本實用新型采用的故障信號引出電路，用以引出主軸同軸瓦因熱電偶效應產(chǎn)生的電壓來反映軸瓦溫度的異常變化，所以能夠比較早期地準確預報油膜軸承故障的發(fā)生，為旋轉(zhuǎn)機械設備的穩(wěn)定安全運行提供了一套實際的解決辦法。在此基礎上通過主軸轉(zhuǎn)角傳感器獲得的破損點角度，可以間接判斷哪一個或幾個軸承出現(xiàn)故障。
以下結(jié)合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進一步詳細的說明。


圖1是本實用新型實施例1的結(jié)構(gòu)原理示意圖。
圖2是主軸結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是故障檢測示意圖。
圖4是本實用新型實施例2結(jié)構(gòu)的原理示意圖。
具體實施方式
本實用新型實施例1的結(jié)構(gòu)原理如圖1所示。高速旋轉(zhuǎn)的主軸1和安裝在機體5中的軸瓦(軸瓦由軸承底板4、和軸承合金層3組成)間由一層潤滑油油膜2隔開，形成液體摩擦；機體5與軸承底板4電連接良好，并接地。如果油膜2有破損，主軸1和軸瓦之間的潤滑狀態(tài)發(fā)生變化，產(chǎn)生的熱能增加，油膜、主軸頸和軸瓦的溫度都會升高。軸承合金層3和主軸1是由不同種材料制成的，在高溫的條件下，會產(chǎn)生熱電偶效應。由于油膜2的存在，主軸1和軸瓦之間有比較高的絕緣電阻，熱電偶效應產(chǎn)生的電動勢不會在主軸和軸瓦間形成短路電流。本實用新型在主軸端和大地間接入一個毫歐級的測量電阻R，高溫產(chǎn)生的熱電流幾乎全部通過電阻R，在其兩端產(chǎn)生毫伏級的電壓，與測量電阻R并聯(lián)的電壓表V用以感知電壓的變化。當摩擦力大，軸瓦溫度急劇升高時，熱電偶效應引起的，通過電阻R的熱電流異常增大，電壓表V通過測定電阻R兩端電壓的變化，感知故障即將發(fā)生。在實際過程中，當油膜略微破損時，產(chǎn)生的熱電流會成倍甚至數(shù)十倍的放大，這樣會給故障提前預報提供了基礎。通常系統(tǒng)可在幾天前就會預知故障發(fā)生。
大型旋轉(zhuǎn)機械中，通常采用多個油膜軸承構(gòu)成主軸支撐體。上述的測量原理上只能獲得油膜破損信號，而不能確切知道是哪一個軸承損壞。
在不平衡旋轉(zhuǎn)設備中，如柴油發(fā)電機，旋轉(zhuǎn)時因汽缸順序點火，受力是不均勻的。在這種情況下，通過主軸轉(zhuǎn)角傳感器獲得的破損點角度，可以間接判斷哪一個或哪幾個軸承出現(xiàn)故障。
圖2、圖3反映了在柴油發(fā)電機主軸上安裝主軸轉(zhuǎn)角傳感器后，可根據(jù)主軸轉(zhuǎn)角信號變化判別哪個或者哪組軸承將出現(xiàn)故障。圖2中表示的柴油發(fā)電機有N個汽缸，a1～aN+1表示主軸承，b1～bN表示連桿軸承。圖3表示了不同角度對應點火汽缸測量的熱電流大小。測量結(jié)果看，當主軸旋轉(zhuǎn)到1#和2#汽缸點火時，發(fā)生熱電流增大的情況。根據(jù)圖3可判斷出，此時最有可能出故障的軸承是b1、a2、b2三個軸承。
圖4給出了本實用新型實施例2的一種實現(xiàn)方法。實施例2包括聯(lián)軸器12、延長軸13、主軸轉(zhuǎn)角傳感器14、水銀滑環(huán)15和電路板6。電路板6包括毫歐級測量電阻R、模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路、角度識別電路和分析計算電路。延長軸13通過電接觸良好的聯(lián)軸器12與旋轉(zhuǎn)機械設備的主軸1連接，同步旋轉(zhuǎn)。低接觸電阻的水銀滑環(huán)15安裝在延長軸13的末端的連接軸16上，將旋轉(zhuǎn)軸上的電信號接出。電路板上的毫歐級測量電阻R的一端與水銀滑環(huán)15的固定連接柱相接，另一端接地。模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路的輸入端同測量電阻R與水銀滑環(huán)15的連接端相連接，將該點的電壓模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號；安裝在延長軸13上的主軸轉(zhuǎn)角傳感器14接受主軸轉(zhuǎn)動的信號，輸出脈沖信號。電路板上的角度識別電路將主軸轉(zhuǎn)動脈沖信號轉(zhuǎn)換為角度值。分析計算電路的兩個輸入端分別同角度識別電路和模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路的輸出端連接，接受它們的輸出信號。當模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路的輸出的電壓信號增大時，分析計算電路判斷軸承溫度是否異常，同時結(jié)合角度識別電路確定哪個軸承是故障軸承，并將分析計算數(shù)據(jù)從b端傳送給主控設備。分析計算電路如確定軸承溫度異常，有產(chǎn)生故障的可能時便從a端輸出報警信號。
權(quán)利要求1.一種油膜軸承故障檢測裝置，其特征在于，它包括故障信號引出電路和同故障信號引出電路相連接的故障診斷電路；所述的故障信號引出電路包括一個軸承溫度信號引出電路，用以引出主軸同軸瓦因熱電偶效應產(chǎn)生的電壓；故障診斷電路用以診斷軸承是否存在故障；所述的軸承溫度信號引出電路包括水銀滑環(huán)和測量電阻；水銀滑環(huán)安裝在主軸的軸端或與主軸電連接良好的延長軸上，將旋轉(zhuǎn)連接信號變成固定連接信號；測量電阻的一端與水銀滑環(huán)的固定連接柱相接，另一端接地，用以引出主軸同軸瓦因熱電偶效應產(chǎn)生的電壓。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油膜軸承故障檢測裝置，其特征在于，所述的故障診斷電路是一塊電壓測量儀表，它同測量電阻并聯(lián)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1述的油膜軸承故障檢測裝置，其特征在于，所述的故障信號引出電路還包括主軸轉(zhuǎn)角傳感器、角度識別電路和模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路；主軸轉(zhuǎn)角傳感器安裝在主軸或轉(zhuǎn)速同主軸有一定比例的零部件上，接受主軸轉(zhuǎn)動的信號，輸出脈沖信號，角度識別電路的輸入端同主軸轉(zhuǎn)角傳感器的輸出端相連，接收其輸出的脈沖信號，并轉(zhuǎn)換為角度值；模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路的輸入端同測量電阻與水銀滑環(huán)的連接端相連接，將電壓模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號；所述的故障診斷電路是一個分析計算電路，它的一個輸入端同模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路的輸出端連接，另一個輸入端同角度識別電路的輸出端連接，它的輸出端輸出報警信號或分析結(jié)果。
專利摘要本實用新型公開了一種油膜軸承故障檢測裝置。本實用新型包括故障信號引出電路和同故障信號引出電路相連接的故障診斷電路。所述的故障信號引出電路包括一個軸承溫度信號引出電路，用以引出主軸同軸瓦因熱電偶效應產(chǎn)生的電壓；故障診斷電路用以診斷是軸承是否存在故障。本實用新型能夠早期準確預報油膜軸承故障的發(fā)生，為旋轉(zhuǎn)機械設備的穩(wěn)定安全運行提供了一套實際的解決辦法。
文檔編號G01M13/00GK2804834SQ200520059388
公開日2006年8月9日 申請日期2005年6月8日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月8日
發(fā)明者曹健 申請人:曹健