[发明专利]一种用于识别滑动轴承刚度的动态标定系统以及标定方法

说明书

技术领域

本发明属于滑动轴承测试领域，涉及一种标定系统，特别是一种用于识别滑动轴承刚度的动态标定系统以及标定方法。

背景技术

滑动轴承刚度识别的过程，实际是通过测试确定激振力与位移之间的关系，求解液膜频响函数的过程。滑动轴承在测试过程中激振力与位移之间的幅值误差和相位误差是造成刚度识别误差大，甚至得到错误结果的根本原因。尤其是相位误差对于滑动轴承刚度识别精度的影响最为突出。因此对滑动轴承刚度识别过程中的仪器系统进行动态标定是提高刚度识别精度的关键技术。

针对提高测试精度这一命题，提出一种在测试结果分析中计入仪器系统误差的精度增长方法。其原因在于：实际测试过程由于仪器系统的有其固有的频响函数，势必影响测试精度，因此测试结果的分析中必须计入仪器系统的影响。通过对仪器系统的标定，确定仪器系统的动态灵敏度及频响范围，为实验数据的深层次处理奠定基础。在传统的仪器移传感器标定中，通常采用两种方法，一是采用简易的悬挂质量法，二是采用专用的动态标定仪。前者操作简易，但在精度方面受到了限制，尤其当操作不正确时经常导致的相关备件（如激振杆）的损坏；后者虽然保证了一定的标定精度，但操作复杂，尤其是费用较高。

发明内容

本发明的目的是克服目前两种传统滑动轴承刚度识别的仪器系统动态标定方法中出现的损坏标定装置和费用过高等难题，提出一种用于识别滑动轴承刚度的动态标定系统以及标定方法，从而实现电涡流位移传感器的高精度动态标定。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种用于识别滑动轴承刚度的动态标定系统，包括用于测试轴承系统参数的仪器系统，以及用于标定仪器系统的标定装置；标定装置和轴承系统上均安装有力传感器和电涡流传感器，且标定装置和轴承系统上的力传感器和电涡流传感器分别连接到仪器系统上；

其中，标定装置包括支架，以及安装在支架上的电磁铁；所述电磁铁上缠绕有两组线圈，其中一组线圈连接交流电源，另一组连接直流电源；电磁铁的上方安装有力传感器；电磁铁的下方设置有振子，所述振子通过起限位作用的弹性部件连接在支架上；所述振子包括自上而下依次设置的受力块、支撑板以及电涡流感应块；电涡流感应块的下方还设置有用于获取振子位移信息的电涡流传感器；

轴承系统的电涡流传感器安装在轴承座上，激振器通过激振杆将激振力施加在轴承系统上，力传感器安装在激振杆上。

上述力传感器为压电式或压变式测力装置。

上述受力块采用硅钢片叠置而成。

上述电涡流感应块采用铁磁性材料。

上述受力块和电涡流感应块采用粘结的方式固定在支撑板的正中央上。

上述支撑板的两端开设有用于安装弹性部件的安装孔。

上述弹性部件为限位弹簧，限位弹簧为螺旋弹簧、涡卷弹簧或蝶型弹簧。

上述支撑板与电涡流感应块之间设置有用于隔离电磁铁和电涡流传感器所产生的磁场的隔磁块。

上述交流电源为正弦激振电源。

一种用于识别滑动轴承刚度的动态标定方法，包括以下步骤：

（1）标定装置的频响函数

先接通电磁铁上缠绕连接直流电源的线圈，电磁铁只对振子施加稳态的悬浮电磁力F_B1，弹簧处于压缩状态弹簧力大小为F_k0，系统平衡时有力学关系mg+F_k0=F_B1；再接通电磁铁上缠绕连接交流电源的线圈，电磁铁对振子施加的电磁力中增加了正弦激振力F_B2，其幅值为A，角频率为ω，则有F_B2=Asinωt，振子在平衡位置周围振动，则系统振动的微分方程其中y为系统在激振力作用下的振动位移；对系统振动的微分方程进行傅里叶变换后得到(k-mω²)·Y(jω)=F_B2(jω)，其中，F_B2(jω)正弦为激振力的傅里叶变换，Y(jω)为振动位移的傅里叶变换；则根据传递函数的定义，有H₁(jω)=Y(jω)/F_B2(jω)，得到标定装置的频响函数为