The measurement of oil film thickness in sliding bearing using ultrasound

超声波测量滑动轴承油膜厚度

• 批准号: 22K03852
• 负责人: 矢壁 正樹
• 金额: $ 2.33万
• 依托单位: Yonago National College of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K03852/
• 关键词: すべり軸受; 油膜厚さ; 超音波; 高精度測定; 状態監視; 超音波計測

すべり軸受は大型のものでは発電所の蒸気タービンなど内径が1ｍに及ぶものや、小型のものではハードディスクドライブに用いられる内径数mmのものなど大小多種多様な回転機構を支える軸受として用いられている。このすべり軸受の軸受性能は、軸受の軸受内周面と軸外周面の間に介在する油膜による潤滑状態によって左右されるが、その潤滑状態を決定する主要因が油膜厚さである。光干渉法などを代表とする従来の油膜厚さ測定法では、光学測定系設置のため測定用透明窓を設ける必要があり、実機軸受に適用する際に、潤滑状態に影響を及ぼしてしまう問題があり、かつ小径軸受では測定系を組み込むこと自体が困難である。本研究では超音波による油膜厚さ測定法について、理論的・実験的な検討を行い、すべり軸受の油膜厚さを高精度かつリアルタイムに測定し、潤滑状態の状態監視保全を実現する油膜厚さ測定システムの構築を目的としている。2022年度では内径3mmの小径多孔質含油すべり軸受を試験軸受とした超音波による油膜厚さ測定実験装置の設計製作を完了した。この実験装置では直交２軸径方向からの同時測定を可能とするものであり、同時に対向する２方向から超音波を入射する方法によって、油膜厚さ測定値の校正を正確に行う方法について理論的な検討も行った。またさらに、超音波波形を自動で処理し、油膜厚さ測定値をリアルタイムに算出する波形演算システムをLabVIEWソフトウェアによって構築を試みている。

滑动轴承用于支撑各种旋转机构，包括内径达1米的大型旋转机构，例如发电厂的蒸汽轮机，以及内径为硬盘驱动器中使用的小型旋转机构。几毫米。该滑动轴承的轴承性能受轴承内周面与轴外周面之间的油膜润滑状态的影响，而决定润滑状态的主要因素是油膜的厚度。 。传统的油膜厚度测量方法，例如光学干涉测量法，需要安装透明的测量窗口来安装光学测量系统，这在应用于实际轴承时存在影响润滑状态的问题，但很难纳入其中。测量系统装入小直径轴承中。本研究对利用超声波的油膜厚度测量方法进行了理论和实验研究，目的是构建高精度、实时测量滑动轴承油膜厚度的测量系统。 2022财年，我们完成了利用超声波测量油膜厚度的实验装置的设计和制作，使用内径为3毫米的小直径多孔含油滑动轴承作为试验轴承。该实验装置能够同时从两个正交轴和径向进行测量，并且我们还进行了一项研究，通过从两个相反方向同时注入超声波来精确校准油膜厚度测量。此外，我们正在尝试使用LabVIEW软件构建一个波形计算系统，自动处理超声波波形并实时计算油膜厚度测量值。