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高速轴承转子测温滑环引电系统

作者:九江汉唐 日期:2023-01-06 人气:759

轴承在运行时候的温度与冷态温度会存在一定差异,也就是轴承运行的时候有一定的温升,轴承的温升严重影响轴承工作寿命和可靠性,特别是高速轴承转子温度测量一直是测试的难点。




产生轴承温升的原因主要来源两个方面:

一、设备结构外界的传导。

由于外界机械零部件在运行时候产生的发热而导致的整个机械各个零部件的温度升高。这个热量通过传导,传递给轴承,从而造成轴承的温度上升。

以电机和齿轮箱为例:
1)电机运行的时候,自身最大的热源是绕组和铁芯本身。通常说的电机运行时候的铜损就是电流流过导线而造成的发热损耗;铁损就是当电机运行时候磁场变化而带来的铁芯自身的发热。这两部分是电机发热的主要来源,这个发热会通过机座、轴、端盖传导到轴承上,从而造成轴承的温度上升。

2)对于齿轮箱而言,齿轮啮合传动过程会带来摩擦发热,这个热量通过齿轮,轴,机座的传导作用;润滑油的搅动传递给轴承,也会造成轴承温度的上升。


二、轴承自身的摩擦发热。

轴承在运行的时候,轴承内部存在滚动摩擦、滑动摩擦、拖曳损失、密封摩擦等相应的摩擦,这些摩擦产生热量,造成轴承自身的温度升高。
工程师在工程设计十分关心轴承自身的温度,轴承的温度对轴承的寿命和精度影响巨大,首先需要对设备工作温度及轴承的温度通过专业旋转温度仿真软件进行设计仿真计算,如:ANSYS、shonDy和shonTA。



仿真计算可以对上述两部分发热的状态可以进行理论评估。做温度仿真至少可以对轴承发热各部分原因的总体有一个理论的评估和认知,从而确定产品设计的基本结构和状态安全性,实际机械运动温升影响的要素非常多,且参数变量受摩擦磨损影响较多,比如产品的机械磨损,温度变化热胀冷缩对零件精度影响,由于变量的影响,实际工况温度仿真无法准确计算,所以我们需要有一种测试方法,检测设备轴承全寿命周期实际工矿下不同阶段温度状况,以下以九江汉唐光电传输技术有限公司研发的高速转子测温滑环引电系统介绍轴承转子温度的测量方法。
高速转子测温滑环引电系统构成:



高速滑环是集成集电环组件(转子)、电刷组件(定子)、组合支架、连接器、高速轴承、滑环热交换装置的精密机电产品,将转子传感器电信号与滑环集电环组件连接,利用电刷微压力与集电环组件可靠接触,集电环组件将转动中信号传递到静态电刷组件,完成传感器信号从转动到静止转换传输,数采系统采集到信号进行数据分析和存储,九江汉唐光电在基于高速滑环技术高速转子温度和动应力测试国内处于领先水平,广泛应用航空发动机、燃气轮机、高速轴承和高速电机工作温度测试。
九江汉唐测温用标准滑环引电器:




技术参数

技术参数

工作转速

20000rpm(Max90000rpm)

测试通道

8通道

数采仪器

8通道,冷热端温度补偿(可选)

输出方式有RS485数字通讯、0~10V模拟量信号(可选)

采集信号

电压、电阻、电流(任意)

热电偶、铂电阻

K\J\T\E型热电偶

工作温度

-40~+80℃

测温范围

0-1300℃


安装方式一:刚性连接安装示意
该连接方式对试验台架的振动和工装安装同心度误差要求都比较高。整个试验台架的轴向圆周跳动和轴向的位移要控制在0.05mm以内。



安装方式二:柔性连接
该方式是在滑环引电器的基础上增加一个减震主体、过渡支架以、六方联轴器以及联轴器法兰。六方联轴器是我司一款发明设计专利,其六方面的设计不是平面而是鼓面,跟配套的减震主体一起使用,可以消除因为台架安装精度不好导致的振动及位移。可以让滑环承受80g的冲击,圆周跳动0.5mm,轴向1.5mm高频位移的情况下滑环能正常工作。这种连接方式对试验相关人员比较友好,对电机台架的振动及工装精度要求都会降低很多。是目前温度测试试验人员的首选。



温度数采系统:



温度采集软件:



九江汉唐光电传输技术有限公司自主研发的高速轴承转子测温滑环系统,已经广泛应用在航空发动机转子热管理、燃气轮机高速转子热管理、高速电机转子发热、高速密封摩擦发热等相关转子测温相关领域应用,技术成熟可靠,能为用户提供一站式方案设计到报告分析一站式服务。


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