CN116045790A - 油膜厚度测试方法和装置 - Google Patents

Abstract

一种油膜厚度测试方法，用于测试滑动轴承的轴瓦与贯穿在轴瓦中的轴之间的最小油膜厚度的变化趋势，包括步骤：1.将采集设备正负极外接至所述滑动轴承的所述轴瓦和贯穿在所述轴瓦中的所述轴，形成热电偶回路；2.运行所述轴使其转动一段时间，使所述轴与所述轴瓦组成的系统处于稳定工况下；3.监测采集设备反映的热电势变化趋势，通过热电势变化趋势获取所述轴和所述轴瓦间的最小油膜厚度变化趋势。本发明还提供油膜厚度测试装置，能够在不破坏滑动轴承结构的情况下，实时、动态的获取滑动轴承的最小油膜厚度变化趋势。

Description

油膜厚度测试方法和装置

技术领域

本发明涉及油膜厚度变化趋势的测试方法和装置，尤其涉及一种滑动轴承最小油膜厚度变化趋势的测试方法和装置。

背景技术

滑动轴承是一种利用润滑油隔离轴与轴瓦，实现轴的支撑及润滑的装置。一般情况下，滑动轴承用于高速、高精度、重载及结构上要求剖分等场合，如汽轮机、压缩机、内燃机、风力发电等均有滑动轴承应用。对于滑动轴承，油膜厚度是评价轴与轴瓦间润滑性能的标志性参数，正常情况下，油膜厚度应处于一个合适的范围，有效实现轴的支撑于润滑。一旦油膜厚度发生异常增大现象，将导致润滑效率变低，影响机器效率；而发生油膜厚度异常降低现象时，将会造成润滑失效，严重时甚至会对机器本身造成不可逆的损伤，因此产生巨额的经济损失。

通过最小油膜厚度的变化趋势测试，以了解设备的润滑状态，可以帮助用户及时排查设备的异常状态。常见的油膜厚度变化趋势测试方法有电学法、光学法和超声测试法。其中电学法通过在瓦背上开孔安装电容传感器、电涡流传感器来获取油膜厚度的变化趋势；光学法利用在瓦背上开孔安装光纤位移传感器，测量轴的位移来获取油膜厚度的变化趋势；超声法利用超声原理测量轴的位移来获取油膜厚度的变化趋势，但其应用时超声探头与轴的距离有最低限值，在大部分滑动轴承上无法实现应用。

因此，如何在不破坏滑动轴承结构的基础前提下，实时、动态的获取滑动轴承的最小油膜厚度变化趋势，在最小油膜厚度有异常变化时及时预警，是滑动轴承润滑状态监测的一个难题。

发明内容

本发明的目的是提供一种可以不破坏滑动轴承结构，实时、动态的获取滑动轴承的最小油膜厚度变化趋势的测试方法和装置。

为实现所述目的，本发明提供一种油膜厚度测试方法，用于测试滑动轴承的轴瓦与贯穿在轴瓦中的轴之间的最小油膜厚度的变化趋势，包括以下步骤：(1)将采集设备正负极外接至所述滑动轴承的所述轴瓦和贯穿在所述轴瓦中的所述轴，形成热电偶回路；(2)运行所述轴使其转动一段时间，使所述轴与所述轴瓦组成的系统处于稳定工况下；(3)监测采集设备反映的热电势变化趋势，通过热电势变化趋势获取所述轴和所述轴瓦间的最小油膜厚度变化趋势。

在油膜厚度测试方法的一个或多个实施例中，所述测试方法用于测试柴油机滑动主轴承的轴瓦与贯穿在轴瓦中的轴之间的最小油膜厚度变化趋势。

为实现所述目的，本发明提供一种油膜厚度测试装置，测试装置采集滑动轴承的轴瓦、贯穿在轴瓦中的轴、轴和轴瓦之间的油膜组成的热电偶回路热电势，以测试滑动轴承最小油膜厚度的变化趋势，油膜厚度测试装置包括：采集设备，用于采集反映热电势信号变化的数据；第一接头，电连接在所述轴瓦上，并电连接至所述采集设备的正极和负极中的一极；第二接头，电连接在所述轴上，并电连接至所述采集设备的正极和负极中的另一极；其中，采集设备采集热电偶回路中电势，所述电势因热电效应产生，其大小受油膜厚度影响。

在油膜厚度测试装置的一个或多个实施例中，被测试的所述轴和所述轴瓦由两种不同的金属材料制成。

在油膜厚度测试装置的一个或多个实施例中，所述轴的材料为铸铁，所述轴瓦的材料为合金材料。

在油膜厚度测试装置的一个或多个实施例中，所述轴的材料为铁，所述轴瓦的材料为铜合金。

在油膜厚度测试装置的一个或多个实施例中，所述轴的材料为34CrNi3MoA，所述轴瓦的材料为ss400+CuPb24Sn。

在油膜厚度测试装置的一个或多个实施例中，所述采集设备是毫伏级别电压采集设备。

在油膜厚度测试装置的一个或多个实施例中，所述第二接头的材料与所述轴的材料一致，所述第一接头的材料与所述轴瓦的材料一致。

在油膜厚度测试装置的一个或多个实施例中，第二接头为滑环，所述滑环具有转子部分和定子部分，所述转子部分与所述轴电连接并随轴转动，所述定子部分电连接至所述转子部分，所述定子部分电连接至所述采集设备的正极和负极中的一极。

在油膜厚度测试装置的一个或多个实施例中，所述第一接头延伸出热电势信号第一引线，所述第一引线电连接至采集设备的正极和负极中的一极。

在油膜厚度测试装置的一个或多个实施例中，所述第二接头延伸出热电势信号第二引线，所述第二引线电连接至采集设备的正极和负极中的另一极。

由于本发明利用热电偶的原理，将滑动轴承的轴、轴瓦以及轴和轴瓦之间的油膜组成热电偶回路，检测该热电偶回路中的热电势，以得到最小油膜厚度的变化趋势，从而能够在不破坏滑动轴承结构的情况下，实时、动态的获取滑动轴承的最小油膜厚度变化趋势。

附图说明

本发明的上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变得更加明显，其中：

图1是热电效应示意图。

图2是热电偶回路中的热电势示意图。

图3是热电偶等效采集电路示意图。

图4是滑动轴承系统的结构示意图。

图5是滑动轴承系统的等效热电偶回路图。

图6是滑动轴承系统的热电偶等效电路图。

图7是柴油机滑动主轴承油膜厚度变化趋势测试装置第一种实施例的示意图。

图8a是柴油机滑动主轴承油膜厚度变化趋势测试装置第二种实施例的示意图。

图8b是柴油机滑动主轴承油膜厚度变化趋势测试装置第三种实施例的示意图。

图9是采用图7测试装置时柴油机滑动主轴承实际采集到的热电势信号与油膜厚度曲线图。

其中：11、测温端；12、采集端；31、电压表；40、滑动轴承系统；41、轴；42、轴瓦；43、油膜；51、第二导线；52、第一导线；61、电压表；71、轴承座；72、固定支撑；73、滑环；731、转子部分；732、定子部分；74、采集设备；75、热电势信号第二引线；76、热电势信号第一引线；70、热电势信号引线；77、第二接头；78、第一接头。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图对本发明作进一步说明，在以下的描述中阐述了更多的细节以便于充分理解本发明，但是本发明显然能够以多种不同于此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下根据实际应用情况作类似推广、演绎，因此不应以此具体实施例的内容限制本发明的保护范围。

需要注意的是，这些以及后续其他的附图均仅作为示例，其并非是按照等比例的条件绘制的，并且不应该以此作为对本发明实际要求的保护范围构成限制。

如图1所示，两种不同的金属导体A与B串接成一闭合回路，如果两结合点X和Y出现温差，则在回路中就有电流产生。这种由于温度不同而产生电动势的现象称为热电效应，或称塞贝克效应。这两种不同金属组合可称之为热电偶，接点X通常用焊接的方式连接在一起，测温时置于被测温场，称为测温端11，测温端11的温度为T。接点Y一般要求恒温，称为采集端12,采集端12的温度为T0。热电偶产生的热电势是由两种导体的接触电势和单一导体的温差电势组成。

热电偶接点X通常用焊接的方式连接在一起，其目的仅是为了将测温端11的两种金属牢固地连接起来，从而能够使两种金属之间产生电子流动。而将两种金属彼此简单接触或将它们绞合在一起，也能产生电子的流动，从而形成测温端11。换言之，只要X端的两种金属之间能够产生一定的电子流动，即可将X端作为测温端11，以适用热电偶的原理。

如图2所示，对于金属导体A和B组成的热电偶回路，回路中因热电效应产生的接触电势和温差电势。

其中E_AB(T)与E_AB(T0)为金属A、B在温度T/T0时的接触电势：金属A和B中均含有大量的自由电子，其自由电子密度分别为n_A和n_B，且n_A＞n_B，当金属A和B接触在一起时，A金属中的自由电子向B金属中扩散，这时A金属因失去电子而具有正电位，B金属由于得到电子而带负电，待扩散平衡后，得到一个稳定的接触电势。它的大小除和两种金属的材料相关，还和接点温度相关。

与

为金属A、B各自因单一导体两端温差不同产生的温差电势：对匀质金属导体A和B，如果两端温度不同，分别为T和T0(T>T0)，则在两端产生电动势。该电势的大小只与金属材料和两接触点的温度相关。其中σ_A、σ_B这两项参数代表汤姆逊系数，汤姆逊系数表示导体两端的温度差为1℃时所产生的温差电动势，它与材料的性质有关。

因此，对于金属导体A和B组成的热电偶回路，回路中产生的总的热电势为：

此时，通过在热电偶两端串联电阻R，并通过电压表对电阻电压进行采集，将形成如图3所示热电偶等效采集电路，r代表热电偶回路的电阻值，电路中电压表采集到的总热电势为：

式(2)中，R为串联电阻R的电阻值。当热电偶回路形成时就存在接触电势，因此初始电压表31就有一个读数，当测温端11变化后电压表的初始读数发生变化，该电压表31的数值变化反映出电势变化，而电势变化与温度变化存在对应关系，由此就能够反映测温端11温度的变化。

图3电路图中电压表31为理想电压表，由于实际电压表不可避免地存在内阻，实际电压表可以等效于理想电压表与的电阻R的并联，因此实际测量中热电偶两端也可以不串联电阻，直接由电压表测量。

不串联电阻直接由电压表测量时，图3电路中电阻代表实际电压表的内阻。

串联电阻后由电压表测量时，图3电路中电阻R代表外接电阻与电压表内阻并联后的电阻值。

如图4所示滑动轴承系统40，主要由中间的转子——轴41，外圈的定子——轴瓦42，以及转子与定子间的油膜43构成。其中，轴41与轴瓦42由不同的金属材料制成，分属不同的金属导体，轴41的材料一般为铸铁，轴瓦42一般为合金材料。轴41与轴瓦42间的油膜43虽然为有机物，不存在自由电子，但轴41在轴瓦42中转动，运行一段时间后，油膜43中就会混杂有大量金属微粒，可传输电子。因此实际情况下的油膜43中混杂有大量金属微粒，可以传输电子。

按照热电偶的基本原理，用第一导线52与轴瓦42连接，用第二导线51与轴41连接，在外部连接形成闭合回路，此时，轴41和轴瓦42作为热电偶的两种金属导体，形成自然热电偶，等效热电偶回路如图5所示。

滑动轴承系统40中的轴41与轴瓦42作为两种金属导体形成热电偶的一端，即测温端11。两段金属导线在外部的连接端形成热电偶的另一端，即采集端12。在滑动轴承系统40的工作过程中，轴41与轴瓦42的摩擦将会产生热量，导致测温端11与采集端12产生温差(T>T0)，回路中因热电效应产生热电势。此回路与常规的热电偶回路的最大区别在于轴41与轴瓦42间的油膜43。

在图4所示的滑动轴承系统40的等效热电偶回路中，将轴41与轴瓦42间的油膜43等效为电阻，油膜43的阻值受最小油膜厚度的影响，最小油膜厚度越大，阻值越大，最小油膜厚度越小，阻值越小。同时优选将第二导线51的材料与轴瓦42等同，第一导线52的材料与轴41等同，以排除导线带来的附加电动势影响。r为轴41、第二导线51、轴瓦42、第一导线52、油膜43组成的等效热电偶回路的电阻值，此时在外部串联电阻R并利用电压表61即可测得热电偶回路中的热电势。滑动轴承系统40的热电偶采集回路的等效电路图如图6所示。

与图3相同，图6电路图中电压表61为理想电压表，由于实际电压表不可避免地存在内阻，实际电压表可以等效于理想电压表与电阻R并联，因此实际测量中热电偶两端也可以不串联电阻，直接由电压表测量。

不串联电阻直接由电压表测量时，图6电路中电阻R代表实际电压表的内阻。

串联电阻后由电压表测量时，图6电路中电阻R代表外接电阻与电压表内阻并联后的电阻值。

图6中，E为滑动轴承系统40组成的热电偶产生的热电势，计算公式如下：

等效电路中通过电压表测得的热电势E_V可通过下式(4)进行计算：

式(4)中，R为串联电阻的电阻值，其阻值为固定值。r为热电偶回路的电阻值，但因油膜43存在，其阻值并不恒定，会受最小油膜厚度变化影响：最小油膜厚度越大，阻值越大，最小油膜厚度越小，阻值越小。E为滑动轴承系统40组成的热电偶的热电势，按照式(3)可知在滑动轴承系统40的材料属性固定的情况下，其大小仅与滑动轴承系统40组成的热电偶的测温端11温度T、采集端12温度T0相关。采集端12的温度T0可通过温度调节模块进行控制，可认定为恒定值，即在实际的滑动轴承的油膜43厚度变化趋势测试过程中，由滑动轴承系统40组成的热电偶产生的热电势E的变化，仅受测温端11温度T的影响。

滑动轴承系统40在稳定工况下，轴41的转速、负载条件恒定，滑动轴承系统40的温度保持相对稳定的状态，从而排除了轴41的转速变化导致的滑动轴承系统40的温度变化，以及运行时间长导致的滑动轴承系统40的温度升高。在上述稳定工况下，最小油膜厚度降低会导致润滑油油量降低，导致由润滑油带走的热量变少，测温端11温度相对增加，即最小油膜厚度的降低会导致测温端11温度增加，热电势E增加。反之最小油膜厚度的增加会导致测温端11温度降低，热电势E降低。

根据上述原理，对下述情况下滑动轴承最小油膜厚度变化导致的热电势变化趋势进行分析：

背景条件：滑动轴承系统40中轴41的转速、负载条件恒定，从而滑动轴承系统40的温度保持相对稳定的状态。

①当油膜43厚度降低时，r变小，

变大；同时，因为油膜43厚度降低，测温端11温度T增加进而导致E增大，此时电压表61

采集到的热电势Ev变大。

②当油膜43厚度增加时，r变大，

变小；同时，因为油膜43厚度增加，测温端11温度T降低进而导致E减小，此时电压表61

采集到的热电势Ev变小。

通过上述结果可知，热电势大小与滑动轴承最小油膜厚度的大小呈负相关关系，即最小油膜厚度越大，热电势越小，最小油膜厚度越小，热电势越大。利用本原理，通过搭建采集回路，获取轴41与轴瓦42间的热电势，通过监测热电势的变化趋势，即可获取滑动轴承最小油膜厚度变化趋势。

基于上述原理，结合图7，本发明提出一种滑动轴承最小油膜厚度变化趋势的测试方法，包括以下步骤：

(1)将能反映热电势信号变化数据的采集设备74电连接至轴瓦42和贯穿在轴瓦42中的轴41，形成回路；

(2)运行轴41使其转动一段时间，使所述轴41与所述轴瓦42组成的系统处于稳定工况下；

(3)监测采集设备74反映的热电势变化趋势，根据热电势变化趋势以获取轴41和轴瓦42间的最小油膜厚度变化趋势。

所述能反映热电势信号变化数据的采集设备74包括；电压采集设备、电流采集设备等能够通过测量电压或电流等数据变化，以体现热电势信号变化量的采集设备74。

稳定工况是指，滑动轴承系统40中的轴41的转速、负载条件恒定，滑动轴承系统40的温度保持相对稳定的状态，从而排除了轴41的转速变化导致滑动轴承系统40的温度变化，以及运行时间长导致滑动轴承系统40的温度升高。使得热电势的变化只反映由于最小油膜厚度变化而导致的滑动轴承系统40的温度的微小变化，以及最小油膜厚度变化而导致的油膜43电阻的变化。

应用上述最小油膜厚度变化趋势测试方法，本发明提供一种油膜厚度测试装置。测试装置包括采集设备74、第一接头78和第二接头77。采集设备74可以是电压采集设备、电流采集设备等用于采集反映热电势信号变化的数据的设备。第一接头78电连接在轴瓦42上，将轴瓦42的热电势信号引出，电连接至采集设备74的正极和负极中的一极。第二接头77电连接在轴41上，将轴41的热电势信号引出，电连接至采集设备74的正极和负极中的另一极。

图7示出的装置是应用最小油膜厚度变化趋势测试方法的一种优选装置。以图7柴油机滑动主轴承的最小油膜厚度变化趋势测试过程为例，对应用所述测试方法的实施过程进行介绍：

(1)首先，提供如图7所示最小油膜厚度变化趋势测试装置，引出并采集滑动轴承系统40的热电势。图7中滑动轴承的轴承座71具有固定支撑72，轴承座71的一个例子是设置在柴油机机体的孔上。轴承座71中固定设置轴瓦42，轴瓦42上的第一接头78延伸出热电势信号第一引线76至采集设备74的正极和负极中的一极，轴41被轴瓦42包裹设置在轴瓦42内，轴41的一个例子是在柴油机上的曲轴。滑环73作为第二接头77电连接在轴41上，将轴41引出并固定在固定支撑72上，滑环73引出热电势信号第二引线75至采集设备74的正极和负极中的另一极。

虽然本实施例中轴瓦42上的第一接头78和轴41上的第二接头77是通过热电势信号引线70电连接至采集设备74的正极和负极的，但实际测试装置使用过程中，第一接头78和第二接头77也可以不延伸出热电势信号引线70，直接连接在采集设备74的正极和负极。

图7所示的实施例中，作为第二接头77的滑环73为动静转换装置，滑环73包括转子部分731和定子部分732，转子部分731用以将转动的轴41延伸，转子部分731电连接在滑环73的定子部分732中，将转子部分731的热电势信号引出至定子部分732。定子部分732与固定支撑72连接。采用上述结构的滑环73作为第二接头77，可将作为旋转件的轴41上的热电势信号引出传递到采集设备74。

作为转子部分731电连接在定子部分732中的实施例，转子部分731安装在轴41一侧随轴41转动，同时也能够将轴41上的电信号引出，转子部分731外周具有电刷，定子部分732与转子部分731外周的电刷接触，从而能够传递电信号，固定在固定支撑72上的定子部分732引出热电势信号传递至采集设备74。

采用具有转子部分731和定子部分732的滑环73是为了防止热电势信号引线70直接连接在旋转中的轴41上进行测量时，轴41带动第二接头77一起旋转，无法固定连接在静态的采集设备74上，从而无法传递热电势信号。应用在轴41上的第二接头77延伸出热电势信号第二引线75的实施例上时，滑环73作为第二接头77，可以防止轴41带动热电势信号第二引线75一起旋转，使热电势信号引线70缠绕。

如图8a所示为不使用滑环73作为第二接头77的实施例,本实施例沿用前述实施例的元件标号与部分内容，其中采用相同的标号来表示相同或近似的元件，并且选择性地省略了相同技术内容的说明。关于省略部分的说明可参照前述实施例，本实施例不再重复赘述。轴瓦42上的第一接头78延伸出热电势信号第一引线76至采集设备74的正极和负极中的一极。第二接头77不使用滑环73作为动静转换装置，第二接头77采用滚珠、滚柱、电刷等结构与轴41电连接，第二接头77延伸出热电势信号第二引线75连接至采集设备74正极和负极中的另一极。

如图8b为不使用滑环73作为第二接头77的另一实施例，本实施例沿用前述实施例的元件标号与部分内容，其中采用相同的标号来表示相同或近似的元件，并且选择性地省略了相同技术内容的说明。关于省略部分的说明可参照前述实施例，本实施例不再重复赘述。第一接头78不延伸出热电势信号第一引线76，第一接头78直接电连接至采集设备74的正极和负极中的一极。第二接头77不延伸出热电势信号第二引线75，第二接头77直接电连接至采集设备74的正极和负极中的另一极。

第二接头77的材料和热电势信号第二引线75的材料与轴41材料一致；第一接头78的材料和热电势信号第一引线76材料与轴瓦42材料一致；

(2)根据轴41与轴瓦42的材料及温度计算滑动轴承系统40的热电势水平，选择合适的采集设备74。

常见金属材料的热电势可通过国际温标方程进行计算：

u(t,0)＝a₁t+a₂t²                            (5)

对于柴油机，曲轴(即轴41)材料为铁，轴瓦42材料为铜合金，经查询其热电偶系数a1＝14μV/℃，a2＝-0.0188μV/℃，则其在测温端11温度T＝150℃，该温度为柴油机滑动轴承系统40正常工作时的大致温度,采集端12温度T0＝0℃时的热电势为：1677μV。

通过计算可知热电势为毫伏级，因此在一实施例中，测试选择量程为100mV的电压采集设备74，进行热电势信号采集。采样形式为每间隔相同时间采集一次热电势信号。

图7、8a、8b实施例中轴41和轴瓦42是由不同种金属材料制成的，轴41和轴瓦42如果是由同种材料制成，理论上不会产生接触电势，但随着测温端11的温度变化能够产生温差电势，该电势数值很小，难以通过量程为100mV的电压采集设备74测得。因此，当滑动轴承系统40的轴41和轴瓦42由同种材料制成，采用更小量程精度更大的量表测量热电势，也能够对轴41和轴瓦42间最小油膜厚度变化趋势进行测试。

(3)对采集到的热电势信号进行处理和分析。

图9为采用图7的测试装置时，柴油机滑动主轴承实际采集到的热电势信号与油膜厚度曲线图。对采集到的热电势进行滤波，消除干扰成份后，与经仿真计算获取的滑动轴承最小油膜厚度曲线对比如图9所示，图中的热电势及最小油膜厚度曲线为稳定工况下(转速、负荷恒定)，截取的柴油机一个工作循环的数据(0-720°)。从图中可以发现：

图9横坐标为采样点，在柴油机一个工作循环内共进行了约1500次采样，位于左侧的纵坐标代表测得的热电势值，位于右侧的纵坐标代表仿真计算获取的滑动轴承最小油膜厚度值。图中实线为柴油机一个工作循环内热电势变化曲线，虚线为柴油机一个工作循环内仿真计算获取的滑动轴承最小油膜厚度值的变化曲线。

在柴油机的一个工作循环内，热电势具有四个波峰81，根据上文中的内容我们可以推算出，热电势曲线的波峰81对应最小油膜厚度曲线的波谷82。通过观察仿真计算得到的最小油膜厚度曲线，该曲线的每次波谷82，均与热电势曲线的波峰81对应，这证实了上文中推演得出的滑动轴承系统40的热电势与最小油膜厚度呈负相关关系的结论正确。

不同的滑动轴承系统40正常工作时，热电势的曲线是不同的，例如柴油机曲轴的滑动轴承，由于汽缸做功冲程对曲轴附加的载荷，因此其热电势波峰波谷变化较大，反映的油膜厚度变化也较大。

泵主轴的滑动轴承系统40，由于不存在类似柴油机的做功冲程对主轴施加载荷，因此其热电势曲线较平缓。

如上文中所述，轴41的材料一般为铸铁，轴瓦42一般为合金材料。图7、8a、8b实施例中，柴油机曲轴(即轴41)材料为铁，轴瓦42材料为铜合金。在另一实施例中，轴41的材料还可以是34CrNi3MoA，34CrNi3MoA是高强度中碳调质钢，轴瓦42的材料还可以是ss400+CuPb24Sn。ss400+CuPb24Sn为ss400和CuPb24Sn的复合材料，ss400是日本钢材材质的一种标示方式，是一种判定标准，相当于国内的Q235号钢(又称作A3钢)，CuPb24Sn是一种铜基合金。

在实施例中，量程为100mV的电压采集设备作为采集设备74，采集反映热电势信号变化的数据。在另一实施例中也可以使用电流采集设备作为采集设备74。

虽然图7、8a、8b所示的实施例详细说明了最小油膜厚度变化趋势测试方法和装置应用于柴油机滑动主轴承，及最小油膜厚度变化趋势测试装置的具体结构，但本发明所述方法及装置不限于此，其应用领域广泛，各类滑动轴承系统40，均可应用所述方法及装置进行最小油膜厚度变化趋势的测试。尤其是长期处于恒定转速的滑动轴承系统40，如风电轴承，各种泵的轴承，航空航天领域所使用的轴承等。

利用电涡流位移传感器等常规测试方法测试最小油膜厚度，需要在轴瓦42上打孔，破坏轴承的整体润滑状态，不满足实机应用的要求。利用前述滑动轴承最小油膜厚度变化趋势的测试方法，无需改造轴41与轴瓦42，仅通过热电势获取装置获取轴41与轴瓦42间的热电势，即可实现滑动轴承最小油膜厚度的变化监测。

本发明利用热电偶的原理，将滑动轴承系统40的轴41、轴瓦42以及轴41和轴瓦42之间的油膜43组成热电偶回路，检测该热电偶回路中的热电势，以得到最小油膜厚度的变化趋势。

滑动轴承最小油膜厚度测试方法中，将滑动轴承系统40的轴41、轴瓦42等效成热电偶的两极，将油膜43等效成阻值随油膜厚度变化的电阻，利用油膜厚度测量装置检测该热电偶回路中的热电势，以得到最小油膜厚度的变化趋势，从而能够在不破坏滑动轴承结构的情况下，实时、动态的获取滑动轴承的最小油膜厚度变化趋势。

本发明的油膜厚度测试方法和装置可应用于滑动轴承系统40的故障检测，监测滑动轴承系统40的润滑状态。例如，正常工况下，滑动轴承最小油膜厚度应处于稳定水平，其对应的热电势也处于稳定水平。当滑动轴承系统40发生如供油压力低、润滑油温度异常、异常磨损等问题导致的油膜43厚度偏低或变大故障时，其对应的热电势必然也有相应的增加或减小表现。油膜43厚度偏低或变大故障时，热电势会急剧增加或急剧减小：当油膜厚度异常偏低时，热电势会急剧增加，当油膜厚度异常增大时，热电势会急剧减小。因此，当油膜43厚度偏低或变大故障的情况下，热电势变化曲线会存在巨大的波峰或波谷，热电势变化的数量级与正常工作状态完全不同。因此，前述方法可以有效地实现滑动轴承系统40的润滑状态监测。

本发明虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化及修饰，均落入本发明权利要求所界定的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种油膜厚度测试方法，其特征在于，用于测试轴瓦与贯穿在轴瓦中的轴之间的最小油膜厚度的变化趋势，包括以下步骤：

(1)将采集设备电连接至所述轴瓦和贯穿在所述轴瓦中的所述轴，形成热电偶回路；

(2)运行所述轴使其转动一段时间，使所述轴与所述轴瓦组成的系统处于稳定工况下；

(3)监测采集设备反映的热电势变化趋势，通过热电势变化趋势获取所述轴和所述轴瓦间的最小油膜厚度变化趋势。

2.根据权利要求1所述的油膜厚度测试方法，其特征在于，所述测试方法用于测试柴油机滑动主轴承的所述轴瓦与贯穿在所述轴瓦中的所述轴之间的最小油膜厚度变化趋势。

3.一种油膜厚度测试装置，其特征在于，包括轴瓦、贯穿在轴瓦中的轴以及采集设备，所述轴瓦、所述轴与所述采集设备电连接组成热电偶回路，所述采集设备采集所述热电偶回路中的热电势，所述电势因热电效应产生，其大小受油膜厚度影响。

4.根据权利要求3所述的油膜厚度测试装置，其特征在于，被测试的所述轴和所述轴瓦由两种不同的金属材料制成。

5.根据权利要求4所述的油膜厚度测试装置，其特征在于，所述轴的材料为铸铁，所述轴瓦的材料为合金材料。

6.根据权利要求4所述的油膜厚度测试装置，其特征在于，所述轴的材料为铁，所述轴瓦的材料为铜合金。

7.根据权利要求4所述的油膜厚度测试装置，其特征在于，所述轴的材料为34CrNi3MoA，所述轴瓦的材料为ss400+CuPb24Sn。

8.根据权利要求3所述的油膜厚度测试装置，其特征在于，所述采集设备是毫伏级别的电压采集设备。

9.根据权利要求3-8任一项所述的油膜厚度测试装置，其特征在于，所述轴瓦上电连接第一接头，所述第一接头电连接在所述采集设备的正极和负极中的一极，所述第一接头的材料与所述轴瓦的材料一致，所述轴上电连接第二接头，所述第二接头电连接在所述采集设备的正极和负极中的另一极，所述第二接头的材料与所述轴的材料一致。

10.根据权利要求9所述的油膜厚度测试装置，其特征在于，第二接头为滑环，所述滑环具有转子部分和定子部分，所述转子部分与所述轴电连接并随轴转动，所述定子部分电连接至所述转子部分，所述定子部分电连接至所述采集设备的正极和负极中的一极。

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