CN114667401A - 自修复的滑动轴承 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于运行滑动轴承的方法，其具有以下步骤：获知第一转速，在第一转速时发生润滑状态的转变，或者在第一转速时在滑动轴承中摩擦最小；将第一转速与阈值进行比较；并且在第一转速超过阈值时，使滑动轴承的运行出现自修复的磨损效应。
Description
技术领域
本发明涉及根据权利要求1的方法和根据权利要求3的控制器。
背景技术
液力滑动轴承可以在不同的润滑状态下运行。可能的润滑状态有：边界摩擦、混合摩擦或滑动摩擦。摩擦状态之间的过渡是不明显的。理想情况下，液力滑动轴承仅以滑动摩擦运行。在此，滑动面完全通过有承载能力的润滑膜隔开。在该运行状态下，不会发生磨损。然而，在许多应用中，例如在风力发电传动装置中，无法实现仅以滑动摩擦运行。如果存在边界摩擦或混合摩擦，轴承会磨损并且最终在磨损的后期失效。
从现有技术已知所谓的自修复的磨损效应。例如，在“Schnell laufendeVerbrennungsmaschinen”(H.Ricardo；Springer-Verlag,Berlin,1926)[“高速内燃机”(H.Ricardo；斯普林格出版社,柏林,1926年)]中描述了自修复的磨损效应。通过自修复的磨损效应可以使损坏的滑动轴承的运行面变光滑。为此，有针对性地接近存在混合摩擦的合适的运行点。混合摩擦导致先前出现的粗糙度再次被平整。迄今为止，只有在实验室条件下才能实现自修复的磨损效应。
滑动轴承的润滑状态可以根据以一个或多个声发射传感器(Acoustic EmissionSensoren)检测到的结构性声信号来确定。相应的方法在“Classification of JournalBearing Friction States based on Acoustic Emission Signals”(N.Mokhtari,C.Guhmann；TM-Technisches Messen,Vol.85,Issue 6,2018)[“基于声发射信号的轴颈轴承摩擦状态分类”(N.Mokhtari,C.Guhmann；TM-技术测量,第85卷,2018年第6期)]和“Approach for the Migration of Hydrodynamic Journal Bearings based onAcoustic Emission Feature Change”(N.Mokhtari,C.Guhmann,S.Novolski；IEEEInternational Conference on Prognostics and Health Management(ICPHM),2018)[“基于声发射特征变化的液力轴颈轴承的迁移方法”(N.Mokhtari,C.Guhmann,S.Novolski；IEEE国际预测与健康管理会议(ICPHM),2018年)]。由“Vibration SignalAnalysis for the Life-time-Prediction and Failure Detection of FutureTurbofan Components”(N.Mokhtari,M.Riskowski,C.Guhmann；Technische Mechanik 37,2017)[“用于未来涡轮风扇部件的寿命预测和故障检测的振动信号分析”(N.Mokhtari,M.Riskowski,C.Guhmann；工程力学37,2017年)]已知用于从声发射传感器的信号中导出斯特里贝克(Stribeck)曲线的方法。
发明内容
本发明的任务在于，改进滑动轴承的运行可靠性并且防止由损坏引起的过早失效。该任务通过根据权利要求1的方法和根据权利要求3的控制器来实现。优选的改进方案由权利要求2和以下描述得到。
根据本发明的方可以实现在处于运行中的滑动轴承中有针对性地使用自修复的磨损效应。
本发明基于以下认识：在处于运行中的传动装置中使用自修复的磨损效应需要关于滑动轴承的当前状态的有效认识。当滑动轴承的润滑状态转变时出现的转速被用作针对状态的指示。相应地，根据本发明的方法规定，作为两个备选方案之一，获知滑动轴承的第一转速，在该第一转速时在滑动轴承中或在滑动轴承的轴承间隙中发生润滑状态的转变。
滑动轴承的转速是指滑动轴承两个能相对彼此扭转的滑动面的相对转速。在滑动面之间延伸有轴承间隙，在该轴承间隙中依赖于运行点地发生边界摩擦、混合摩擦或液体摩擦。这三种摩擦类型表征了滑动轴承的润滑状态。润滑状态的转变相应地相当于在边界摩擦与混合摩擦之间的转变或者在混合摩擦与液体摩擦之间的转变。因此可以发生从边界摩擦向混合摩擦的转变、从混合摩擦向边界摩擦的转变、从混合摩擦向液体摩擦的转变和/或从液体摩擦向混合摩擦的转变。
如开头所述，润滑状态或润滑状态的转变可以通过由现有技术已知的方法来获知。为此，尤其可以使用声发射传感器。
替选地，第一转速表征在滑动轴承中、即在其轴承间隙中摩擦最小的运行点。这意味着滑动轴承中的摩擦在任何其他转速下都比在第一转速下更大。摩擦是指如下摩擦力矩，该摩擦力矩使滑动轴承由于在轴承间隙中发生的摩擦而抵抗滑动面的相对转动。
优选地，提到的运行点根据斯特里贝克曲线来获知。如上所述，用于获知斯特里贝克曲线的方法由现有技术已知。斯特里贝克曲线使滑动轴承的每个转速配属有相应的、轴承中发生的摩擦。根据斯特里贝克曲线可以获知摩擦最小的转速。
第一转速越高，滑动轴承的状态越差。尤其是粗糙的滑动面导致更高的第一转速。因此，第一转速是针对滑动轴承磨损或损坏的指示。因此，根据本发明，第一转速用作针对滑动轴承的可能的磨损或损坏的指示。与第一转速进行比较的阈值充当用于评估滑动轴承状态的标准。
如果第一转速超过阈值，则可以认为滑动轴承已磨损或损坏。在这种情况下，根据本发明的方法规定，滑动轴承通过自修复的磨损来再生。因此，轴承以出现自修复的磨损效应的方式运行，即轴承处于出现自修复的磨损效应的运行状态。在此，避免其他运行状态。在轴承间隙中出现混合摩擦是这种运行状态的特征。
在该方法的优选改进方案中，获知第二转速。这优选在上述方法步骤之后进行。像第一转速那样，第二转速的特征在于滑动轴承的润滑状态发生转变或滑动轴承中的摩擦最小。因此以相同的方式获知第一转速和第二转速。上述关于获知第一转速的实施方式比照适用于第二转速。
第二转速用于检查自修复的效果。第二转速越低，自修复越成功。
优选将第二转速与第一转速进行比较。例如，可以计算第一转速与第二转速之间的差。该差越大，自修复就越成功。
替选地，可以将第二转速与预定的参考转速进行比较。参考转速例如可以是未损坏的参考轴承的润滑状态发生转变时的转速，或者是参考轴承中的摩擦最小时的转速。优选地，处于新状态中的滑动轴承充当参考轴承。尤其可以是处于新状态中的上述的滑动轴承。于是在安装滑动轴承之前获知参考转速。
依赖于比较的结果地可以采取各种措施。如果比较得出已成功自修复的结论，则滑动轴承可以不改变地继续保持运行。相反地，如果自修复不成功，则例如发出警告，以便及时更换滑动轴承。也可以以避免对滑动轴承加载特别大的特定运行状态的方式来运行滑动轴承。
根据本发明的控制器实施根据本发明的方法或优选的改进方案。数据处理设备被称为控制器。
附图说明
本发明的优选实施例在图1中示出。其中：
图1详细地示出两条斯特里贝克曲线。
具体实施方式
图1中示出了第一斯特里贝克曲线101和第二斯特里贝克曲线103。给第一斯特里贝克曲线101配属有边界摩擦105、混合摩擦107和液体摩擦109这三种运行状态。在所谓的分隔点B，发生从混合摩擦107到液体摩擦109的转变。在A点，摩擦最小。
通过自修复的磨损，第一斯特里贝克曲线101转变成第二斯特里贝克曲线。第二斯特里贝克曲线103相对于第一斯特里贝克曲线朝低转速方向或向左移动。相应地，A点和B也移动。移动越多，即第一斯特里贝克曲线101的和第二斯特里贝克曲线103的相应的点A和B之间的间距越大，则自修复就越成功。两条斯特里贝克曲线101、103的相应的点A、B的间距因此可以用作针对自修复成功的指示。
附图标记列表
101 第一斯特里贝克曲线
103 第二斯特里贝克曲线
105 边界摩擦
107 混合摩擦
109 液体摩擦
Claims (3)
1.用于运行滑动轴承的方法；所述方法具有以下步骤：
-获知第一转速，在所述第一转速时发生润滑状态的转变，或者在所述第一转速时在所述滑动轴承中摩擦是最小的；
-将所述第一转速与阈值进行比较；并且
-在所述转速超过所述阈值时，使所述轴承的运行出现自修复的磨损效应。
2.根据权利要求1所述的方法；所述方法具有以下步骤：
-获知第二转速，在所述第二转速时发生所述滑动轴承的润滑状态的转变，或者在所述第二转速时在所述滑动轴承中摩擦是最小的；并且
-比较所述第一转速和所述第二转速。
3.控制器，在所述控制器上实施根据前述权利要求中任一项所述的方法。
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