一种航空轴承内圈温度测试装置及测试方法与流程

本发明涉及一种轴承的测试装置和测试方法，具体涉及一种航空轴承内圈温度测试装置及测试方法。

背景技术：

轴承温度是评价轴承运行状态的重要指标。传统的接触式轴承测温方法，一般通过测试非转动套圈(多为外圈)温度间接获取轴承运行状态。随着轴承dn值的不断提高目前航空发动机主轴轴承可达3×10⁶mm·r/min，轴承内外圈温差显著增大，旋转组件对轴承的故障信息反映更为直接迅速，因此对其温度的监测显得尤为重要。轴承在高速运转过程中，其最高温度体现在内圈上。轴承内圈温度过高将大幅度降低材料的抗疲劳性能以及热硬度，是导致轴承失效的关键因素。然而，受高速旋转、内部空间及油脂油雾等因素的影响，针对内圈测温的方法研究相对较少，目前主要有集流环法、红外测温法以及无线遥感法。

集流环法是在内圈布置测温电路，其温度信号通过导电环和碳刷引出，由于导电环与碳刷的接触，其测试转速较低，并且容易引起零点漂移和蠕变，导致温度测试精度较低。红外测温法基于黑体辐射原理，是最常见的非接触温度测试方法，但受工作腔中弥漫的润滑油雾干扰严重，极易受周围环境物体背景温度影响，不但无法精确测出轴承内圈的实际温度，对被测对象的空间结构尺寸的限制也较高。

技术实现要素：

本发明为解决现有的测试轴承内圈温度的方法无法精确测出轴承内圈实际温度的问题，进而提出一种航空轴承内圈温度测试装置及测试方法。

本发明为解决上述问题采取的技术方案是：所述该装置包括传动轴、温度传感器、传输线缆和工装，所述一种航空轴承内圈温度测试装置还包括无线发射终端、传输天线和无线接收端，传动轴的上表面设有凹槽，温度传感器嵌装在凹槽内，工装固定套装在传动轴的右端，无线发射终端安装在工装上，温度传感器的信号输出端通过传输线缆与无线发射终端的信号输入端连接，无线发射终端的无线信号发射端与传输天线的接收端连接，传输天线的发射端缠绕在传动轴上，无线接收端接收传输天线发射端发出的无线信号。

进一步的，所述工装由上半圆形工装和下半圆形工装组成，上半圆形工装和下半圆形工装通过螺栓连接并固定套装在传动轴上。

进一步的，所述无线发射端安装在上半圆形工装上。

进一步的，所述无线发射终端通过隔振胶固定于上半圆形工装上。

进一步的，所述上半圆形工装内设置有锂电池。

进一步的，所述无线发射终端设有引线孔，所述传输天线的发射端由引线孔引出并缠绕在传动轴上。

一种航空轴承内圈温度测试方法，所述该测试方法是通过所述的一种航空轴承内圈温度测试装置进行温度测试的方法，它包括如下具体步骤：

步骤一、在传动轴上加工一个凹槽；

步骤二、将温度传感器嵌装到凹槽内；

步骤三、将轴承内圈套装在传动轴的左端，使传感器嵌入的位置在轴承内圈与传动轴的安装配合处；

步骤四、轴承内圈转动时，温度传感器、工装、无线发射端、传输天线和传动轴一同旋转，温度传感器通过传输线缆，将温度信号传输到无线发射终端，无线发射终端通过传输天线将温度信号传输到无线接收端，无线接收端获取信号后，将温度信号传输到上位机中。

本发明的有益效果是：

本发明所采用的轴承内圈测温方式基于无线遥感法，将温度传感器嵌入轴承内圈与传动轴之间，传感器的探头直接与轴承内圈接触并通过无线发射的方式，利用无线接收端收集信号，获取轴承在高速旋转的条件下，真实准确的轴承内圈温度，以评价航空轴承的运转性能；本发明中的测试装置结构简单，测量结果精确。

附图说明

图1是本发明测试装置的整体结构示意图；

图2是本发明的上半圆形工装结构示意图；

图3是本发明测试方法的传输原理图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式所述的一种航空轴承内圈温度测试装置包括传动轴1、温度传感器3、传输线缆4、工装5，所述一种航空轴承内圈温度测试装置还包括无线发射终端6、传输天线7和无线接收端8，传动轴1的上表面设有凹槽1-1，温度传感器3嵌装在凹槽1-1内，工装5固定套装在传动轴1的右端，无线发射终端6安装在工装5上，温度传感器3的信号输出端通过传输线缆4与无线发射终端6的信号输入端连接，无线发射终端6的无线信号发射端与传输天线7的接收端连接，传输天线7的发射端缠绕在传动轴1上，无线接收端8接收传输天线7发射端发出的无线信号。

温度传感器3通过耐高温胶固定在凹槽1-1内，其嵌入的位置在轴承内圈2与传动轴1安装配合处。工装5通过航空胶固定于旋转轴承1上，并随着旋转轴1一同转动。

如此设置，结构简单，利用无线接收端收集信号，从而获得不局限于转速的准确温度信号。

具体实施方式二：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式所述工装5由上半圆形工装5-1和下半圆形工装5-2组成，上半圆形工装5-1和下半圆形工装5-2通过螺栓连接并固定套装在传动轴1上。

其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式所述无线发射端6安装在上半圆形工装5-1上。

其它组成及连接关系与具体实施方式一或二相同。

具体实施方式四：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式所述无线发射终端6通过隔振胶固定于上半圆形工装5-1上。如此设置，能够达到隔振性能。

其它组成及连接关系与具体实施方式三相同。

具体实施方式五：结合图2说明本实施方式，本实施方式所述上半圆形工装5-1内设置有锂电池9。如此设置，可以用于对无线发射端6进行供电。

其它组成及连接关系与具体实施方式四相同。

具体实施方式六：结合图2说明本实施方式，本实施方式所述无线发射终端6设有引线孔6-1，所述传输天线7的发射端由引线孔6-1引出并缠绕在传动轴1上。

其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。

具体实施方式七：结合图1至图3说明本实施方式，本实施方式所述的一种航空轴承内圈温度测试方法是通过上述一种航空轴承内圈温度测试装置进行测试的方法，它包括如下具体步骤：

步骤一、在传动轴1上加工一个凹槽1-1；

步骤二、将温度传感器3嵌装到凹槽1-1内；

步骤三、将轴承内圈2套装在传动轴1的左端，使传感器3嵌入的位置在轴承内圈2与传动轴1的安装配合处；

步骤四、轴承内圈2转动时，温度传感器3、工装5、无线发射端6、传输天线7和传动轴1一同旋转，温度传感器3通过传输线缆4，将温度信号传输到无线发射终端6，无线发射终端6通过传输天线7将温度信号传输到无线接收端8，无线接收端8获取信号后，将温度信号传输到上位机中。

此温度信号为轴承内圈的单点温度，即为一路温度信号，此温度信号与无线接收端8中的固定传输地址相对应，其所输出的温度信号经485转232串口通信模块及232串口转usb通信模块，最终实现将温度信号传输到上位机中。

工作原理：

将温度传感器嵌入在轴承内圈与传动轴之间，信号的收集、转换及传递装置在保证转动平衡量的条件下与转动轴承固联，以无线传播的形式将信号发出，利用无线接收端收集信号，从而获得不局限于转速的准确温度信号。