润滑科技信息平台

专利摘要

本发明公开了一种薄摩擦材料层结构滑动轴承润滑膜厚度的超声检测方法，该方法在基本刚度模型法需要取得轴瓦‑空气界面参考反射回波信号的基础上，由厚衬层轴瓦试件或理论计算得到基体‑衬层界面的回波信号幅值谱，然后分别取得参考回波、不同膜厚回波时叠加信号与基体‑衬层界面回波的频域幅值比，并按叠加信号频谱分析方法得到包含膜厚信息的回波成分与基体‑衬层界面回波在一具体频率处的幅值比，由此得到膜厚测量中的反射系数值并最终确定润滑膜厚度值。本发明实现了反射回波信号叠加时的流体润滑滑动径向与推力轴承亚微米及微米级润滑膜厚度的测量。 ......

基本信息

专利类型:
发明专利
申请/专利号:
CN201410037924.9
申请日期:
2014-01-26
专利申请人:
西安交通大学
分类号:
G01B17/02
发明/设计人:
孟庆丰，耿涛，张凯，袁小阳
权利要求: 1.薄摩擦材料层结构滑动轴承润滑膜厚度的超声检测方法，其特征在于，包括下述步骤：1)通过超声检测系统测量出与薄摩擦材料层结构滑动轴承相同材料的厚摩擦材料层轴瓦试块的轴瓦基体-衬层界面的时域回波信号pb(t)，并对时域回波信号pb(t)经快速傅里叶变换得到的其频域幅值谱|Pb(ω)|，然后测量所要检测的薄摩擦材料层滑动轴承在轴瓦-空气界面时的参考回波信号pa(t)，以及测量薄摩擦材料层滑动轴承轴瓦-流体膜界面叠加回波信号pm(t)，其中，薄摩擦材料层为其厚度小于超声换能器超声波脉冲宽度一半的轴瓦衬层，厚摩擦材料层为其厚度大于等于超声换能器超声波脉冲宽度一半的轴瓦衬层；2)分别对步骤1)中得到参考回波信号pa(t)和叠加回波信号pm(t)进行快速傅里叶变换，得到参考回波信号的频域幅值谱|Pa(ω)|和叠加回波信号的频域幅值谱|Pm(ω)|，其结果再分别与步骤1)中得到的轴瓦基体-衬层界面的频域幅值谱|Pb(ω)|相比，得到参考回波信号与基体-衬层界面回波的幅度比Qa(ω)和叠加回波信号与基体-衬层界面回波的幅度比Qm(ω)；3)依据步骤2)得到的参考回波信号与基体-衬层界面回波的幅度比Qa(ω)结合其峰值频率ωas，计算出峰值频率ωas至(1+10％)ωas频率区域内及两个端点的参考回波信号中不同界面回波成分幅度比ka(ωa)，其计算公式如下： k a 2 ( ω a ) + ( 4 cos 2 ω a t 0 - 2 ) · k a ( ω a ) + [ 1 - Q a 2 ( ω a ) ] = 0 - - - ( 1 ) 式中：t0为超声波通过薄衬层厚度所用时间，ωa为参考回波信号在ωas至(1+10％)ωas范围内的频率，Qa(ωa)为参考回波信号与基体-衬层界面回波在ωa处的幅度比；4)依据步骤2)得到的叠加信号回波与基体-衬层界面回波的幅度比Qm(ω)结合其峰值频率ωms，计算出峰值频率ωms处的叠加回波信号中不同界面回波成分幅度比km(ωms)，其计算公式如下： k m 2 ( ω m s ) + 2 k m ( ω m s ) + [ 1 - Q m 2 ( ω m s ) ] = 0 - - - ( 2 ) 式中：Qm(ωms)为叠加信号回波与基体-衬层界面回波幅度比Qm(ω)在峰值频率ωms处的幅度比；5)将步骤4)中得到的叠加回波信号中不同界面回波成分幅度比km(ωms)与步骤3)中得到的参考回波信号中不同界面回波成分幅度比ka(ωa)在频率ωms处的值相比，得到润滑膜厚测量时回波信号的反射系数R，最后根据基本刚度模型法膜厚公式结合反射系数R得到薄摩擦材料层结构滑动轴承润滑膜厚h。2.如权利要求1所述薄摩擦材料层结构滑动轴承润滑膜厚度的超声检测方法，其特征在于，步骤5)中，基本刚度模型法膜厚公式为： h = ρc 2 ωz 1 z 2 R 2 ( z 1 + z 2 ) 2 - ( z 1 - z 2 ) 2 1 - R 2 - - - ( 3 ) 式中：ρ为流体介质密度，单位为kg/m3；c为流体介质的声速，单位为m/s；z1为轴瓦衬层材料声阻抗，单位为kg/(m2·s)；z2为轴颈材料声阻抗，单位为kg/(m2·s)；ω为超声反射波角频率，单位为rad/s。