TW201005287A - Method of measuring distribution of oil film in bearing using ultrasonic wave - Google Patents

Description

201005287 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關於一種利用超音波量測的方法，特別是 指一種以超音波量測轴承内油膜分佈的方法。 【先前技術】 一般的軸桿是穿置於轴承中，且相配合地組合在—起 ，並於兩者之間充滿有油膜，用以減少該軸桿與軸承的摩 擦力，而使軸桿於該軸承内可順暢地轉動，不過，當油膜 不足時，較容易令該轴桿與軸承之間產生空隙而導致空氣 存留於其中，並於長時間的運轉下，造成空氣混入油膜中 而產生氣泡，當氣泡在油膜中散開時，運轉就會產生噪音 0 A不僅如此’由於空氣中含有水氣，—旦含有水氣的空 氣過度混入油膜中，將造成油膜的水分過多而乳化，降低 油膜在該軸承内的潤滑效果，再者，該轴承與轴桿之間的 &膜含有氣⑨，該轴桿轉動時容易產纟空餘玉見象，引起運 轉不順暢。 其中，上述空蝕現象的產生主要是因漩渦真空現象， 造成氣泡破裂使軸承與軸桿直接接觸，進而將其表面磨損 犁割，而且，依其慣性力會使材料承受超過其彈性疲勞的 界線，結果使該軸承之内表面或軸桿之外表面形成凹凸不 平的磨耗現象，即使初期於該轴承之内表面與該軸桿之外 表面上塗覆有保護層，亦無法有效地防止空姓現象所造成 的傷害。 5 201005287 然而由於I*承中的油膜是形成於轴承的内表面，難 以從外觀探知何處有氣泡產生，進而無法透過調整液壓油 的’主=量、注人位置與壓力，來破認應消除何處油膜中的 工氣氣'包對目刖的業者造成相當大的困擾。所以，如何 月b精準探知轴承中油膜的分佈情況冑而降低錢現象的 產生，亦是目前業者努力的方向。 【發明内容】 、因此’本發明之目的，即在提供一種提高量測效能的 以超音波量測軸承内油膜分佈的方法。 於疋本發明之以超音波量測軸承内油膜分佈的方法 ’該轴承可供一轴桿可轉動地伸置於其中，該量測方法包 含一準備步驟、一測量步驟，及一回傳步驟。 該準備步驟是在該轴桿中埋設有一呈徑向方向且顯露 於該轴桿表面並電性連接—接收裝置的超音波探針，且該 轴桿可轉動地伸置於該轴承巾，其中，該轴桿與軸承之間 充滿有油膜。 該測量步驟疋當該轴桿轉動時，令該超音波探針傳送 超音波能量至該轴承内表面，接著由該超音波探針接收自 該轴承内表面所反彈之超音波反射能量。 該回傳步驟是將該超音波探針所接收的超音波反射能 量轉換成電氣錢，再傳遞至該接收裝置巾，並由該接收 裝置予以顯示。 本發明之功效在於，藉由該超音波探針繞著該軸桿之 轴心轉動’並同時向該轴承發射超音波能量，使超音波能 201005287 量傳送至該軸承内表面而反彈，再由該超音波探針接收超 音波能量並轉換成電氣信號，回傳於該接收裝置，藉此探 知該轴承與軸桿之間的油膜分佈情形。 【實施方式】 有關本發明之前述及其他技術内容、特點與功效，在 以下配合參考圖式之二個較佳實施例的詳細說明中將可 清楚的呈現。 在本發明被詳細描述之前，要注意的是，在以下的說 明中，類似的元件是以相同的編號來表示。 參閱圖1 ’本發明以超音波量測轴承内油膜分佈的方法 之第較佳實施例’該量測方法包含一準備步.驟1、一測量 步驟2，及一回傳步驟3。 配合參閱圖2、3,該準備步驟1是在一轴桿41中埋設 有一呈徑向方向放置且顯露於該轴桿41表面的超音波探針 42 ’且該轴桿41可轉動地伸置於該軸承43中，其中，該 軸才干41與轴承43之間充滿有油膜，該軸桿41中埋設有一 電性連接該超音波探針42與一接收裝置44的導線45,用 乂使該超3波探針42電性連接該接收裝置44而可傳遞電 氣信號。 該測量步驟2是當該轴桿41轉動時，令該超音波探針 42傳送超音波能量至該轴承43内表面，接著由該超音波探 針42接收自該轴承43内表面所反彈之超音波反射能量。 該回傳步驟3是將該超音波探針42所接收的超音波反 射能量轉換成電氣信號，再經由該導線45傳遞至該接收裝 7 201005287 置44中，並由該接收裝置44予以顯示。 如上所述，由於該超音波探針42具有聲波放射與接收 寬頻帶超聲波的功能，當該軸桿41轉動時，令該超音波探 針42發射超音波能量到欲量測之油膜4〇 (在本實施例中為 該超音波探針42端緣與轴承43内表面之間），並且接收反 射回來的超音波反射能量’接著，再把超音波反射能量轉 換成電氣信號，由該導線45傳遞至由該接收裝置44，再由 該接收裝置44應用波束形成技術結合所有的電氣信號，用 以產生該油膜40的區域影像，藉此觀察油膜4〇分佈情形 ，及油膜40内是否含有空氣氣泡。 因此，將超音波能量發射於該轴承43與軸桿41之間 ，再由該接收裝置44顯示反射後的信號影像，可用以探知 油膜40内是否存在有空氣氣泡，後續透過調整液壓油的注 入量、注入位置與壓力，消除油膜4〇中的空氣氣泡，藉此 避免空蝕現象的發生，並保持該轴承43與轴桿41之間運 轉順暢。 參閱圖1、4、5,本發明以超音波量測轴承内油膜分佈 的方法之第二較佳實施例，大致上是與該第一較佳實施例 相同，皆包含一準備步驟1、一測量步驟2，及一回傳步驟 3 ° 不相同之處在於，該準備步驟i中，該軸桿41$設有 一不隨該軸桿41轉動的桿芯46，該桿芯46之表面上嵌設 有三個彼此間隔設置的金屬環47且該桿芯46中埋設有一 電性連接該複數金屬環47與該接收裝置44的導線45，該 201005287 軸柃41中埋設有三根呈徑向方向放置並顯露於該軸桿41 表面的超音波探針42，該三根超音波探針42分別電性連接 地接觸該三個金屬環47，利用所述超音波探針42於該軸桿 41轉動時，發射超音波能量並接收超音波反射能量以探知 油膜40分佈情形，提高對油膜4〇分佈的量測範圍。 在此’應注意的是，該第二較佳實施例是以三根超音 波探針42來作油膜分佈的量測，但實際實施時，亦可視實 際需要増加該超音波探針42的數目，以擴大探測的範圍， 不應侷限於該第二較佳實施例所揭露。 歸納上述’本發明以超音波量測轴承内油膜分佈的方 法’利用該超音波探針42繞著該轴桿41轴心轉動，將超 音波能量發射於油膜40上，使超音波能量傳送至該軸承43 内表面而反彈，該超音波探針42接收超音波反射能量並轉 換成電氣信號，回傳於該接收裝置44,藉此探知油膜分佈 情形’後續才能精準地調整液壓油的注入量、注入位置與 壓力’消除油膜40中的空氣氣泡’而使轴承43内油膜4〇 刀佈均勻的作業參考’以避免空钱現象的發生，故確實能 達到本發明之目的。 惟以上所述者’僅為本發明之二個較佳實施例而已， 當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請 專利範圍及發明說明内容所作之簡單的等效變化與修飾， 皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍内。 【圖式簡單說明】 圖1是一方塊流程圖，說明本發明以超音波量測軸承 9 201005287 内油膜分佈的方法之第—較佳實施例； 圖2疋一部分元件剖視圖，說明該第一較佳實施例之 探針埋設於該轴桿之態樣； 圖3是一部分元件剖視圖，說明該第一較佳實施例之 探針疋呈徑向方向放置之雜樣； 圖4是一部分元件剖視圖，說明本發明以超音波量測 轴承内油膜分佈的方法之第二較佳實施例；及 圖5是一部分元件剖視圖，說明該第二較佳實施例之 三根探針是呈徑向方向放置之態樣。

10 201005287 【主要元件符號說明】 1 ..........準備步驟 2 .........*測量步驟 3 .......’回傳步驟 41 .........轴桿 42 ......…超音波探針 43 " *.....轴承 44………接收裝置 45 .........導線 46 .........桿芯 47 .......•’金屬環

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Claims (1)

1. 201005287 十、申請專利範困： 1. 一種以超音波量測軸承内油膜分佈的方法，包含： 一準備步驟，在一轴桿中埋設有至少一呈徑向方向 且顯露於該軸桿表面並電性連接一接收裝置的超音波探 針，且該轴桿可轉動地伸置於該轴承中其中，該轴桿 與轴承之間充滿有油膜； 測量步驟，當該轴桿轉動時，令該超音波探針傳 送超音s能量至該軸承内表自，接著由該超音波探針接 收自該轴承内表面所反彈之超音波反射能量；以及 馨 回傳步驟，將該超音波探針所接收的超音波反射 能量轉換成電氣信號，再傳遞至該接收裝置中，並由該 接收裝置予以顯示。 2·依據巾請專利範圍第1項料以超音波量祕承内油膜 刀佈的方法，該準儀步驟中，該轴桿更埋設—電性連接 該超音波探針與該接收裝置的導線，用以傳遞電氣信號 〇 3.依據中請專利範圍第！項所述以超音波量測轴承内油膜❹ 佈的方法在該準備步驟中，該轴桿中穿設有一不隨 該轴桿轉動的料，該料之表面上嵌設錢數個彼此 間隔設置的金屬環，該桿芯埋設有—電性連接所述金屬 環與該接收裝置的導線，且該軸桿中埋設有多數根呈徑 向方向且顯露於該轴桿表面的超音波探針，所述超音波 探針分別電性連接所述金屬環。 12