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柴油机轴承磨损热-电法监测试验研究
| 论文题名： | 柴油机轴承磨损热-电法监测试验研究 |
| 关键词： | 船用柴油机;轴承磨损;热电信号;在线监测 |
| 摘要： | 轴承作为船用柴油机主要支承零部件，其异常磨损会导致曲轴抱熔、活塞连杆失效等恶性事故，严重影响船舶安全运行，并带来巨大经济损失。因此，开展柴油机轴承磨损的在线监测技术研究，可预防轴承异常磨损恶性事故的发生，提高轴承的可靠性，具有非常重要的科学意义和工程实用价值。本文在分析国内外滑动轴承磨损监测技术的基础上，对柴油机轴承磨损热-电监测技术进行了试验研究。通过柴油机轴承磨损的故障模拟试验，分析了柴油机轴承磨损与热电信号幅值的变化规律。主要研究内容和结论如下： 1．根据热电效应的基本理论，从两种不同导体构成的闭合回路中热电势的计算方法出发，分析了闭合导体回路热电势的产生机理及影响因素。结合柴油机结构特点，根据动压滑动轴承润滑原理，分析了柴油机曲轴-机体热电信号的产生机理，轴承磨损热电信号的影响因素。在轴瓦疲劳试验机上进行轴承磨损热电监测试验，验证了轴承间隙、轴承负荷等因素对热电信号的影响，同时检验了热电测量系统的可靠性。 2．在4120SG柴油机台架上，分别进行了主轴承和连杆大端轴承磨损故障模拟试验，研究结果表明：①怠速工况，柴油机轴承润滑油膜尚未形成，随柴油机转速增加，油膜逐渐完整，热电信号幅值先增大后迅速减小；额定转速下，完整油膜形成，转速对热电信号无明显影响。②轴承间隙增大时，油膜厚度增加，而其承载能力下降，轴承磨损增加，热电信号幅值上升；柴油机负荷上升时，轴颈偏心率增大，轴承间隙减小，热电幅值降低。轴承间隙对热电信号幅值的影响大于柴油机负荷。③连杆大端轴承和主轴承在磨损热电信号的特征上存在差异，前者异常磨损时对应缸发火时刻的热电信号上升，后者为相邻两缸发火时的热电信号上升。④柴油机突降负荷时，轴承油膜厚度突然增大，磨损增大，热电信号幅值上升；⑤不同材料的轴瓦，导电材料的Seebeck系数直接影响接触热电势的大小。试验所用轴瓦中，AlSn合金热电信号幅值大于CuPb合金。 3．针对在柴油机台架上无法实现轴承突发磨损监测等问题，设计了滑动轴承磨损监测试验台，采用静载荷和不同相位动载荷结合的方式模拟柴油机的轴承负荷。通过超声波油膜厚度监测技术，将轴承实时磨损状态与热电信号对应起来，以实现热电信号特征的分离与量化。 |
| 作者： | 谢立康 |
| 专业： | 轮机工程 |
| 导师： | 余永华 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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