外文翻译-一种轴承油液温度检测方法

毕业设计（论文）外文文献翻译（本科学生用）题目一种轴承油液温度检测方法学生姓名学号学部（系）机械与电气工程学部专业年级09机械设计制造及其自动化指导教师职称或学位教授2013年3月10日外文文献翻译（译成中文1000字左右）【主要阅读文献不少于5篇，译文后附注文献信息，包括作者、书名（或论文题目）、出版社（或刊物名称）、出版时间（或刊号）、页码。提供所译外文资料附件（印刷类含封面、封底、目录、翻译部分的复印件等网站类的请附网址及原文）】一种轴承油液温度检测方法摘要本文介绍了一种检测轴承油膜温度的方法。并将其应用于工业应用的推力轴承之中以检验此方法的有效性。给出了稳态运动情况及瞬态情况下的测试结果。将所提出应用热电偶测试温度的方法与将热电偶安装在轴承油垫背侧及嵌圈上测试温度的方法进行了比较。这种方法同样应用于测试聚异氟乙烯轴承中。测试结果表明，所提出的方法可以有效的提高巴氏合金轴承的瞬时温度的测试精度，并能提供足够的平均点数检测聚四氟乙烯轴承的温度。关键词温度测试、轴承油膜、聚四氟乙烯轴承、油膜温度1简介温度检测是一种有效的防治轴承温度过高而造成轴承损害的技术。温度测试很简单，但如果选择的测试点不合适，测量得到的结果不能很好的反应整个轴承的温度分布。考虑到尽量减少测量点，使得选择合适的测试点安装温度传感器变得复杂。影响温度测试点选择的原因及温度传感器安装的方法见文献1,详细的相关信息文献2、3有描述。在众多的温度测试仪器中，选择热电偶，因为体积小，价格便宜，并且响应时间短。热电偶的设计及安装根据实际情况来定，在实验室研究中，需要很好的准确度及灵敏度，通常将热电偶镶嵌在巴氏合金表面。将热电偶安装在可以接触热油液表面时，灵敏度更高些。文献4对此有描述。热传感器安装巴氏合金中用粘合剂形成的球状凹槽中，头部露在外面01MM。粘合剂起绝热层的作用，阻绝热电偶与巴氏合金之间的热传导。相比巴氏合金，热电偶更接近镶圈表面。油液在热电偶头部循环，使得热电偶只与油液接触。轴承及镶圈的温度通常由FLUSHMOUNTED热电偶来测试，如文献57所示。由于增加了一个温度受转速影响的链接部，运用滑环传导轴的温度信息可能使得结果出现严重误差。可以通过应用电热调节器来减少影响8。文献910给出了测试运转过程中径向轴承的温度的方法。热电偶的链接点由通过化学淀积在轴的表面形成薄金属层提供，此金属层只有3UM，可以提供很好的响应时间。在工业应用中，运用上述方法检测温度是不合适的。可以运用排出的油液测试温度数据，但这不是一个很好的检测参数13,11。另外一种常用的方法是测试油垫背侧金属的温度。但这并不能通过将热电偶安装在巴氏合金背侧来测试温度峰值，因为巴氏合金较软，任何其他的结构都会影响轴承的一致性。而且，如果低速情况下出现磨损的话，将热电偶安装在巴氏合金上会损坏轴承和热电偶。将热电偶安装在轴承背侧的金属上用于测试温度，测量值比实际油膜温度低。由于热效应的迟滞性，反应时间也更长些。这意味着，对于轴承的瞬态热模型，热电偶的测试信息不可靠。当轴承表明有诸如聚四氟乙烯等绝热涂层时，这种情况的影响更大。在这种情况下，由于测试信息不充分，这种安装形式并不能充分反应油膜的温度情况。参考文献12指出了运用聚四氟乙烯比传统的巴氏合金更具优势。本文提出了一种针对工业应用的新型的油膜温度监控方法。目标是提高传统巴氏合金轴承瞬时温度测试的灵敏度，并为聚四氟乙烯轴承温度监控提供足够的平均点数。2方法的介绍根据API准则，热电偶不能嵌入巴氏合金层中，而是嵌入轴承的背侧。依照这种方法，并使得油液在热电偶表面循环，可以大大提高测试的灵敏性。测试安装如图1所示。图表1热电偶的安装方式油垫上开小孔使得油液能在热电偶表面流动。但小孔必须尽量小，以减小对流体动态压力的影响。需要指出的是，热电偶表面必须浸泡在油液中。这样一来，这种方法有很高的灵敏的，可进行温度监控并且不影响轴承的完整性。将热电偶安装在轴承金属表面会破坏轴承的完整性。3实验设备31测试轴承通过倾斜推力轴承来检测所提方法的有效性。所选择的巴氏合金轴承是工业上常用的类型，并有一个恒定的加载系统。采用的聚四氟乙烯轴承除了涂层不一样之外，其他的都与巴氏合金相同。如图2所示，在轴承表面嵌入一层聚四氟乙烯。测试中的不确定度如表1所示。图表2聚四氟乙烯轴承模型表格1测试轴承及油液特性32测量仪表如图3所示，巴氏合金轴承及聚四氟乙烯轴承的热电偶安装在相同的位置。油垫3、6均安装有9个热电偶以测试油垫表面的温度分布。有些热电偶安装在75/75的位置，这是工业轴承的标准安装位置。这个点距离轴承内经75位置，占所在轴承周向方向长度的75。在聚四氟乙烯轴承中，所有的热电偶安装在聚四氟乙烯下面4MM处。由于巴氏合金层比聚四氟乙烯层薄，巴氏合金轴承中的热电偶相对更靠近油膜。聚四氟乙烯轴承中的热电偶安装在油垫3、6处，巴氏合金中的热电偶安装在油垫1、4处。油液入口处的热点偶的标号为TH，如图3所示，小孔的直径为05MM，油液循环如图1。以往的测试表明，TH处的温度和T75/75处的温度相近。镶圈表明15MM处安装有两个热电调节器。他们的位置在油垫内经方向向外25及75处。装置热点调节器的原因是，他们的输出具有很高的灵敏性及准确度，并且不受热电环的影响。图表3热电偶的安装位置其他的有关实验条件控制的传感器也有很多。包括轴承内外不同位置上用以温度监控的热电偶、流量计、压力传感器、速度传感器及其他传感器等。所有传感器信号都由高速数据采集系统导入PC中，测试中的不确定性如表2。表格2测试中的不确定度33测试装置测试装置的详细内容见参考文献8，测试模型如图4所示。两个相似的轴承在外罩中实行背对背安装。并通过四个钢轮来固定，保证轴承可以转动。通过一个加载单元进行加载，并为两个轴承提供一定量的摩擦力矩。图表4测试装置模型图力的加载有四个液压油缸来实现，当通入压力时，他们使得镶圈分离。用以加压的压力泵安装在外罩上，有单独的液压供油系统。由于轴承有成对的平衡系统，外罩上并不产生推力。轴上有两个镶圈，由两个径向轴承支撑，并通过一个中间轴及皮带系统连接到可调速的电机上。4实验验证41稳定运行状态巴氏合金轴承测试结果如图5所示，在恒定速度下，油垫温度T75/75，镶圈温度T75，及边界温度TH均为载荷的函数。由图可以看出，TH温度值比T75/75及T75都要高些，特别是当载荷很大的时候。由此可以证实，TH反映油膜温度具有更好的灵敏度。图表5巴氏合金油垫轴承温度测试在测试中，不同载荷下的轴承流量都是相同的，如此低载下冷却系统更加有效，伴随出现较低的剪切速率，使得油垫的温度分布发生相应的变化，造成油垫和镶圈温度间有差别。聚四氟乙烯层的测试结果如图6所示。从图中可以很明显的看出聚四氟乙烯层优异的隔热性能。TH和T75/75的差别接近30度。这是图加14MM聚四氟乙烯层的结果。这种隔热效果对轴承的性能有有利影响，它使得油垫的热扭曲减小，提高了承载能力。从图形中T75/75的测试数据可以得到一个很重要的结论，将热电偶安装在轴承背侧不能很好的反映油膜的实际温度，由此可以推测出，上述系统不能对聚四氟乙烯轴承实行温度检测。图表6聚四氟乙烯油垫温度测试情况对图5及图6进一步观察，可以看出，聚四氟乙烯轴承的镶圈的温度T75要高些。这主要是由聚四氟乙烯的绝热性能造成的。两种轴承产生的剪切热量基本相同，由于聚四氟乙烯的隔热效应，仅仅只有很小一部分热量由油液传到油垫，大部分的热量传导了镶圈中，使得聚四氟乙烯轴承T75的值高些。由于T75的数据反映了轴承的平均运行状况，可以用它作为巴氏合金轴承及聚四氟乙烯轴承的比较依据。当仅仅应用一个轴承中的TH数据时，会认为聚四氟乙烯运行状态下的温度比巴氏合金的低。由于未对准，温度在不同的油垫之间是变化的，这是巴氏合金轴承温度TH比较高的原因。未对准的原因有制造误差及油垫扭曲。机械平衡系统使得这些原因的影响减小。然而，水平连接处的摩擦使得载荷不相等，这也会对温度造成影响。现在依旧存在一个问题，热电偶测试得到的温度TH是巴氏合金表面的温度吗由文献1可得，巴氏合金的温度比测试的T75/75要高3度左右。我们测试的结过，两者之间的差别是5度。由此可以说明，TH能够比较准确的反映油膜的实际温度。这是一个很重要的结论，由此可以应用TH与不同的油膜厚度的传感器相结合，如文献17中的光传感器及18中的超音速传感器，他们是测试聚四氟乙烯轴承的油膜厚度最合适的仪器，但需要油膜温度数据以得到油膜物理特性的变化情况。42瞬态情况巴氏合金轴承对于阶跃速度W的相应情况如图7所示，可以看出，速度变化的开始几分钟里，温度发生了很大的变化。TH的变化速度比T75/75要大些。图表7速度发生突变时巴氏合金轴承温度及摩擦力矩的变化情况和预测的情况相同，输出温度TOUT比镶圈温度T75要低些，这是由于镶圈的热惯性，使得热传感器随载荷变化更加灵敏。由于温度升高导致油液粘度下降，当轴承速度突变之后，摩擦力开始时矩急剧上升，之后缓慢下降。这说明，镶圈和油垫的热惯性使得油膜的温度变化速度减慢。轴承摩擦力矩F的波动是外罩的振动产生的。聚四氟乙烯轴承具有相似的情况，如图8所示。刚开始的时候，摩擦力矩急剧上升，之后缓慢减小。TH和T75的变化也是在载荷变化之后的几分钟内达到最大。然而，T75/75的变化很慢，不能很好的反映轴承的运行状态。另一方面，TH的变化速度与巴氏合金的相似。这可以证实我们提出的方法能准确的运用在聚四氟乙烯轴承上，可是随轴承的运行状况进行在线监控。图表8速度发生突变时聚四氟乙烯轴承温度及摩擦力矩的变化情况5结论本文提出了一种提高轴承检测的有效方法，对巴氏合金及聚四氟乙烯轴承的测试结果如下本文的方法与传统温度监控方法相比，可以更好的反映巴氏合金轴承运行状态及瞬时情况下的温度情况。传统的方法不能用于聚四氟乙烯轴承温度的测试。本文提出的方法可以准确得到聚四氟乙烯轴承在稳定运行状态及瞬态下的温度分布情况。文献1GARNERDR,LEOPARDAJTEMPERATUREMEASUREMENTSINUIDLMBEARINGSINPROCEEDINGSOFTHE13THTURBOMACHINERYSYMPOSIUM,COLLEGESTATION,TEXAS1985P13372ELWELLRCTHRUSTBEARINGTEMPERATURE/PART1MACHINEDESIGN1971JUNE2479813ELWELLRCTHRUSTBEARINGTEMPERATURE/PART2MACHINEDESIGN1971JULY89144HESHMATH,PINKUSOMIXINGINLETTEMPERATURESINHYDRODYNAMICBEARINGSJOURNALOFTRIBOLOGY198610823148DISCUSSION5READLJ,FLACKRDTEMPERATURE,PRESSUREANDLMTHICKNESSMEASUREMENTSFORANOFFSETHALFBEARINGWEAR19871171972106TONNESENJ,HANSENPKSOMEEXPERIMENTSONTHESTEADYSTATECHARACTERISTICSOFACYLINDRICALUIDLMBEARINGCONSIDERINGTHERMALEFFECTSJOURNALOFLUBRICATIONTECHNOLOGY1981103107147YANAKAM,HORIY,EBINUMERMEASUREMENTOFTHELMTHICKNESSANDTEMPERATUREPROLESINATILTINGPADTHRUSTBEARINGINPROCEEDINGSOFTHEJSLEINTERNATIONALTRIBOLOGYCONFERENCE,TOKYO,JAPAN1985P55388GLAVATSKIHSBLABORATORYRESEARCHFACILITYFORTESTINGHYDRODYNAMICTHRUSTBEARINGSJOURNALOFENGINEERINGTRIBOLOGY,PARTJ2002216106169LIEBERTCH,HOLANDAR,HIPPENSTEELESA,ANDRACCHIOCAHIGHTEMPERATURETHERMOCOUPLEANDHEATUXGAUGEUSINGAUNIQUETHINLMHARDWAREHOTJUNCTIONJOURNALOFENGINEERINGFORGASTURBINESANDPOWER,TRANSACTIONSOFTHEASME198510749384410ANDRISANOAOANEXPERIMENTALINVESTIGATIONONTHEROTATINGJOURNALSURFACETEMPERATUREDISTRIBUTIONINAFULLCIRCULARBEARINGJOURNALOFTRIBOLOGY19881106384511DECHOUDHURYP,BARTHEWACOMPARISONOFLMTEMPERATURESANDOILDISCHARGETEMPERATUREFORATILTINGPADJOURNALBEARINGJOURNALOFLUBRICATIONTECHNOLOGY1981103115912GLAVATSKIHSBEVALUATINGTHERMALPERFORMANCEOFAPTFEFACEDTILTINGPADTHRUSTBEARINGJOURNALOFTRIBOLOGY200312523192413VIBRATION,AXIALPOSITION,ANDBEARINGTEMPERATUREMONITORINGSYSTEMS,APISTANDARD670,3RDED1993,202614GLAVATSKIHSB,FILLONMTEHDANALYSISOFTILTINGPADTHRUSTBEARINGSCOMPARISONWITHEXPERIMENTALDATAINPROCEEDINGS