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支撑滑动轴承轴瓦温度的多点测量系统设计开题报告

 2020-04-13 15:23:09  

1. 研究目的与意义(文献综述)

光纤传感技术是一门新兴的、多学科交叉的高科技应用技术。以传感技术为核心的结构健康检测领域逐渐成为结构工程学科的一个重要研究方向。相对于传统传感器内光纤传感器具有体积小、重量轻、可植入结构、可复用以及无电磁干扰等优点,在各种光线传感器中,光纤光栅传感器由于适用于恶劣环境下的长期监测,成为最具发展前景的电类传感器的替代品。在传感研究领域中,光纤光栅因其优越的性质逐步成为结构健康监测领域的重要传感元件。

轴瓦是滑动轴承的重要组成部分,广泛应用于水利水电,汽车船舶等重要领域。轴瓦是滑动轴承与轴颈接触的部位,起支承轴的作用。滑动轴承在工作过程中,由于轴颈和轴承之间的接触会产生摩擦,导致表面发热、磨损甚至胶合。所以为了防止轴瓦的温度过高,必须设计一个轴瓦温度的实时监控系统。研究表明,机械设备中大约有30%的故障是由轴承的损坏造成的,因此轴承状态监测对企业机械设备正常运行具有极其重要的意义。支撑滑动轴承轴承状态监测主要是对轴承的振动状态和温度状态的监测。由于振动状态研究中轴承的振动信号难以准确获取,而温度状态研究中,热源明确,信号单一并易获取,因此许多对轴承振动状态监测研究的学者后来也转向对轴承温度状态监测的研究。传统的轴承温度状态监测中采用传统的温度传感器,如热敏电阻,热电偶等,这些传感器缺点易受电磁干扰,有滞后现象,不利于分布式温度场测量,不能满足分布式轴瓦温度测量的要求。轴瓦温度场的测量需要多点布置传感器用于分布式温度场的测量,这就要求传感器的体积要小,精度要高,而且不能影响设备的正常工作,采用光纤光栅传感器正好能满足轴瓦温度场测量的要求。

近年来,光栅光纤传感器的研究和开发进行的如火如荼,国外学者已经将其扩展到对倾角、扭矩、流速等传感器的研制,并在航空航天、建筑物、桥梁等大型结构的健康监测方面以及在能源化工等领域的已有应用实例;相比之下,我国对光纤光栅传感器的研究起步较晚,但是也发展迅速,在实验室的研究已取得诸多成果,接下来面对的关键问题将是如何将光纤光栅传感器进一步的实用化,商业化。

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2. 研究的基本内容与方案

本设计的主要内容:

结合科研项目的开展,主要针对支撑滑动轴承轴瓦的分布温度测量问题,设计光纤光栅温度多点测量系统,具体内容是:(1)分析、计算支撑滑动轴承的结构、工况和轴瓦温度分布状况;(2)设计滑动轴瓦的fbg测量方法及系统;(3)在企业现场开展滑动轴瓦的实际测试与分析。

一、技术方案的分析

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3. 研究计划与安排

(1)1-4周:完成文献查阅和英文文献翻译,完成开题报告;

(2)5-9周:完成测量方法及系统的设计、制作、调试任务;

(3)10-14周:完成实际的测试与分析;

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4. 参考文献(12篇以上)

[1]starostin, n, kondakov, a, amp; vasilieva, m 2013, 'identification of friction heat generation in sliding bearing by temperature data', inverse problems in science amp; engineering, 21, 2, pp. 298-313, academic search premier, ebscohost

[2]starostin, n, kondakov, a, amp; vasilieva, m 2015, 'identification of friction torque in a sliding bearing by thermal data', inverse problems in science amp; engineering, vol. 23, no. 8, pp. 1388-1404. available from: 10.1080/17415977.2015.1025070.

[3] nikola vuèeti#230;, aleksija #208;uri#230;, miroslav milutinovi#230;, (2015), experimental determination of sliding bearing operating temperature, the 12th international conference on accomplishments in electrical and mechanical engineering and information technology - demi 2015, bosnia amp; herzegovina

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