CN2804834Y - 油膜轴承故障检测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种油膜轴承故障检测装置。本实用新型包括故障信号引出电路和同故障信号引出电路相连接的故障诊断电路。所述的故障信号引出电路包括一个轴承温度信号引出电路，用以引出主轴同轴瓦因热电偶效应产生的电压；故障诊断电路用以诊断是轴承是否存在故障。本实用新型能够早期准确预报油膜轴承故障的发生，为旋转机械设备的稳定安全运行提供了一套实际的解决办法。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种检测装置，尤其是一种旋转机械的油膜轴承故障检测装置。
背景技术
很多大型旋转机械设备，如柴油发电机、水轮发电机等，采用油膜滑动轴承作为对旋转主轴的支承。在正常的运转条件下，油膜轴承的轴瓦和旋转主轴之间有润滑油油膜隔开，形成液体摩擦，减少了摩擦损耗。在设备高速、高温的工作条件下，这层油膜的破坏会导致主轴与轴瓦形成边界摩擦，产生高温使轴瓦烧毁，轻则造成设备故障，重则造成重大的设备事故。为防止这种事故发生，可以采用烟雾报警等方式，但是这些方式只有在事故已经开始发生的情况下才能起作用。如何在早期预报故障，以获得较长的预备处理时间，是这些机械设备故障诊断的一个难点。
发明内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种能够克服现有技术不足，可以早期诊断油膜轴承故障的油膜轴承故障检测装置。进一步要解决的技术问题是提供一种诊断故障轴承位置的油膜轴承故障检测装置。
为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是，一种油膜轴承故障检测装置，它包括故障信号引出电路和同故障信号引出电路相连接的故障诊断电路，所述的故障信号引出电路包括一个轴承温度信号引出电路，用以引出主轴同轴瓦因热电偶效应产生的电压；故障诊断电路用以诊断轴承是否存在故障。所述的轴承温度信号引出电路包括水银滑环和测量电阻。水银滑环安装在主轴的轴端或与主轴电连接良好的延长轴上，将旋转连接信号变成固定连接信号；测量电阻的一端与水银滑环的固定连接柱相接，另一端接地，用以引出主轴同轴瓦因热电偶效应产生的电压。
所述的故障诊断电路是一块同测量电阻并联的电压测量仪表。
所述的故障信号引出电路还可以包括主轴转角传感器、角度识别电路和模/数转换电路。主轴转角传感器安装在主轴或转速同主轴转速有一定比例的零部件上，接受主轴转动的信号，输出脉冲信号。角度识别电路的输入端同主轴转角传感器的输出端相连，接收其输出的脉冲信号，并转换为角度值。模/数转换电路的输入端同测量电阻与水银滑环的连接端相连接，将电压模拟信号转换为数字信号。所述的故障诊断电路是一个分析计算电路，它的一个输入端同模/数转换电路的输出端连接，另一个输入端同角度识别电路的输出端连接，它的输出端输出报警信号或分析结果。
本实用新型采用的故障信号引出电路，用以引出主轴同轴瓦因热电偶效应产生的电压来反映轴瓦温度的异常变化，所以能够比较早期地准确预报油膜轴承故障的发生，为旋转机械设备的稳定安全运行提供了一套实际的解决办法。在此基础上通过主轴转角传感器获得的破损点角度，可以间接判断哪一个或几个轴承出现故障。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
图1是本实用新型实施例1的结构原理示意图。
图2是主轴结构示意图。
图3是故障检测示意图。
图4是本实用新型实施例2结构的原理示意图。
具体实施方式
本实用新型实施例1的结构原理如图1所示。高速旋转的主轴1和安装在机体5中的轴瓦(轴瓦由轴承底板4、和轴承合金层3组成)间由一层润滑油油膜2隔开，形成液体摩擦；机体5与轴承底板4电连接良好，并接地。如果油膜2有破损，主轴1和轴瓦之间的润滑状态发生变化，产生的热能增加，油膜、主轴颈和轴瓦的温度都会升高。轴承合金层3和主轴1是由不同种材料制成的，在高温的条件下，会产生热电偶效应。由于油膜2的存在，主轴1和轴瓦之间有比较高的绝缘电阻，热电偶效应产生的电动势不会在主轴和轴瓦间形成短路电流。本实用新型在主轴端和大地间接入一个毫欧级的测量电阻R，高温产生的热电流几乎全部通过电阻R，在其两端产生毫伏级的电压，与测量电阻R并联的电压表V用以感知电压的变化。当摩擦力大，轴瓦温度急剧升高时，热电偶效应引起的，通过电阻R的热电流异常增大，电压表V通过测定电阻R两端电压的变化，感知故障即将发生。在实际过程中，当油膜略微破损时，产生的热电流会成倍甚至数十倍的放大，这样会给故障提前预报提供了基础。通常系统可在几天前就会预知故障发生。
大型旋转机械中，通常采用多个油膜轴承构成主轴支撑体。上述的测量原理上只能获得油膜破损信号，而不能确切知道是哪一个轴承损坏。
在不平衡旋转设备中，如柴油发电机，旋转时因汽缸顺序点火，受力是不均匀的。在这种情况下，通过主轴转角传感器获得的破损点角度，可以间接判断哪一个或哪几个轴承出现故障。
图2、图3反映了在柴油发电机主轴上安装主轴转角传感器后，可根据主轴转角信号变化判别哪个或者哪组轴承将出现故障。图2中表示的柴油发电机有N个汽缸，a1～aN+1表示主轴承，b1～bN表示连杆轴承。图3表示了不同角度对应点火汽缸测量的热电流大小。测量结果看，当主轴旋转到1#和2#汽缸点火时，发生热电流增大的情况。根据图3可判断出，此时最有可能出故障的轴承是b1、a2、b2三个轴承。
图4给出了本实用新型实施例2的一种实现方法。实施例2包括联轴器12、延长轴13、主轴转角传感器14、水银滑环15和电路板6。电路板6包括毫欧级测量电阻R、模/数转换电路、角度识别电路和分析计算电路。延长轴13通过电接触良好的联轴器12与旋转机械设备的主轴1连接，同步旋转。低接触电阻的水银滑环15安装在延长轴13的末端的连接轴16上，将旋转轴上的电信号接出。电路板上的毫欧级测量电阻R的一端与水银滑环15的固定连接柱相接，另一端接地。模/数转换电路的输入端同测量电阻R与水银滑环15的连接端相连接，将该点的电压模拟信号转换为数字信号；安装在延长轴13上的主轴转角传感器14接受主轴转动的信号，输出脉冲信号。电路板上的角度识别电路将主轴转动脉冲信号转换为角度值。分析计算电路的两个输入端分别同角度识别电路和模/数转换电路的输出端连接，接受它们的输出信号。当模/数转换电路的输出的电压信号增大时，分析计算电路判断轴承温度是否异常，同时结合角度识别电路确定哪个轴承是故障轴承，并将分析计算数据从b端传送给主控设备。分析计算电路如确定轴承温度异常，有产生故障的可能时便从a端输出报警信号。
Claims (3)
1.一种油膜轴承故障检测装置，其特征在于，它包括故障信号引出电路和同故障信号引出电路相连接的故障诊断电路；所述的故障信号引出电路包括一个轴承温度信号引出电路，用以引出主轴同轴瓦因热电偶效应产生的电压；故障诊断电路用以诊断轴承是否存在故障；所述的轴承温度信号引出电路包括水银滑环和测量电阻；水银滑环安装在主轴的轴端或与主轴电连接良好的延长轴上，将旋转连接信号变成固定连接信号；测量电阻的一端与水银滑环的固定连接柱相接，另一端接地，用以引出主轴同轴瓦因热电偶效应产生的电压。
2.根据权利要求1所述的油膜轴承故障检测装置，其特征在于，所述的故障诊断电路是一块电压测量仪表，它同测量电阻并联。
3.根据权利要求1述的油膜轴承故障检测装置，其特征在于，所述的故障信号引出电路还包括主轴转角传感器、角度识别电路和模/数转换电路；主轴转角传感器安装在主轴或转速同主轴有一定比例的零部件上，接受主轴转动的信号，输出脉冲信号，角度识别电路的输入端同主轴转角传感器的输出端相连，接收其输出的脉冲信号，并转换为角度值；模/数转换电路的输入端同测量电阻与水银滑环的连接端相连接，将电压模拟信号转换为数字信号；所述的故障诊断电路是一个分析计算电路，它的一个输入端同模/数转换电路的输出端连接，另一个输入端同角度识别电路的输出端连接，它的输出端输出报警信号或分析结果。
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