基于音频的水润滑橡胶轴承摩擦噪声测试系统

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水润滑轴承摩擦噪声实验研究

水润滑轴承摩擦噪声实验研究开题报告1、课题的目的及意义（含国内外的研究现状分析或设计方案比较、选型分析等）水润滑轴承的研究背景轴承是机器中用来支撑轴的一种重要零件，随着流体力学理论的建立和数值计算技术的发展，滑动轴承的应用日益广泛，普遍应用于船舶、汽车、金属切削机床、仪表、矿山、冶金等设备中。

如何减少轴承与轴之间的动摩擦、噪声，提高机械效率和使用寿命，是滑动轴承研究需要迫切解决的问题，研究者们在轴承结构、润滑剂、减摩材料、制造加工工艺等方面进行了大量的研究工作，取得了相当的成果。

近几年来, 由于人们逐渐认识到保护环境、节约能源资源对人类可持续发展的意义, 开发新型的节能无污染产品的很急切。

长久以来，船舶轴承大多采用金属构件，以油为介质，这不但消耗大量贵金属和油料，并且为了防止油泄漏，需要进行密封，使其结构相当复杂，而且很难解决由于各种摩擦副而引起的摩擦、磨损、振动、冲击、噪声、无功能耗、可靠性差、寿命较短等一系列问题。

根据我国有关调查报告：目前我国使用油润滑尾轴轴承的所有中型船只，每年要从尾轴轴承中泄漏出的润滑油总量约有312 t，这对江河湖海的水系造成严重的污染。

利用天然水替代矿物油作为各种机械传动和流体动力系统工作介质以及利用非金属作为传动摩擦副的研究课题，是机械传动系统的高效节能与环境保护科学研究领域的前沿，现已引起了人们的普遍关注。

用水代替油作润滑介质，不仅能节约油料，还可以避免以油为润滑介质对环境造成的污染。

同时水润滑轴承成本低，阻燃性好，易维护保养，承载能力高；还能降低摩擦副的摩擦、磨损、振动、噪声、无功能耗等关键问题。

因而水润滑轴承的研究对于提高机械效率和保护环境等都有着重要的理论研究和实践应用价值。

但是由于水的沸点低，所以水润滑轴承不能应用于高温环境中。

水尤其是海水的锈蚀作用较强，纯水的导电性比普通润滑油高数亿倍以上，能引起绝大多数金属材料的电化学腐蚀和高分子材料的老化。

河流的含沙量也会对船舶上的水润滑轴承也会产生影响。

无灰液压油复合技术获国际权威认证

电机的高频啸声，在低频范围内的噪声虽然不能完全隔离，但是其能量也大大衰减。通过有限元分析和相关文献可知，在低速、重载的情况下，水润滑橡
ｓｑｕｅａｌｎｏｉｓｅｆｒｏｍｓｈｉｐｐｒｏｐｅＨｅｒ — ｓｈａｆｔ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＴｉａｎｊｉｎ
摩擦噪声测试方法能准确地提取和分析轴承摩擦噪声信
号，软件的外放功能能更直观地反映轴承的运行状态。（２）实验测试了螺旋槽水润滑橡胶合金轴承在空载、加载和加载并加上噪声隔离装置后的摩擦噪声，结果表明，空载和加载２０００Ｎ条件下的环境噪声主要是主轴电机的高频噪声；设计的噪声隔离装置基本可以隔离电机的高频啸声，在低频范围内的噪声虽然不能完全隔离，但是其能量也大大衰减。
３结论
【５】兰波，陈春俊，王伟，等．基于声卡的摩擦００７，３３（６）：５８— ６０．
ＬａｎＢｏ，ＣｈｅｎＣｈｕｎｊｕｎ，ＷａｎｇＷｅｉ，ｅｔａ１．Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔａｎｄａ－
ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｙ，ｇ２００１，３４（２）：２７７— ２８０．
胶轴承摩擦噪声的耦合频率在３０００～４０００Ｈｚ之间，实验所得到的噪声频率与文献基本吻合。
ｂｅａｉｒｎｇｓ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＶｉｂｒａｔｉｏｎａｎｄＳｈｏｃｋ，２０１１，３０（２）：

【CN109883700A】水润滑橡胶尾轴承摩擦振动测试系统及其方法【专利】

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910239279.1(22)申请日 2019.03.27(71)申请人武汉理工大学地址 430070 湖北省武汉市洪山区珞狮路122号(72)发明人周新聪　左后秀　唐新旺　沈宏宇　(74)专利代理机构武汉开元知识产权代理有限公司 42104代理人胡镇西　张敏(51)Int.Cl.G01M 13/04(2019.01)G01M 13/045(2019.01)(54)发明名称水润滑橡胶尾轴承摩擦振动测试系统及其方法(57)摘要本发明公开了一种水润滑橡胶尾轴承摩擦振动测试系统及其方法，该系统包括基座，基座上设置有安装支架，安装支架上设置有垂向滑动架，垂向滑动架的上方设置有用于对其加载垂向压力的加载装置，垂向滑动架的下方设置有与其横向滑动连接的夹持装置，夹持装置内夹持设置有橡胶块，橡胶块的下方设置有与其摩擦接触的有机玻璃轴，有机玻璃轴的后方设置有用于驱动其旋转的电动机，有机玻璃轴的下方设置有水箱，水箱内设置有潜水泵，潜水泵通过水管将水箱中的水导入橡胶块与有机玻璃轴的接触面。

本发明能够模拟不同温度条件和压力条件的工况，实现水润滑橡胶尾轴承摩擦振动测试。

权利要求书3页说明书6页附图6页CN 109883700 A 2019.06.14C N 109883700A权　利　要　求　书1/3页CN 109883700 A1.一种水润滑橡胶尾轴承摩擦振动测试系统，包括基座(1)，其特征在于：所述基座(1)上设置有安装支架(2)，所述安装支架(2)上设置有垂向滑动架(3)，所述垂向滑动架(3)的上方设置有用于对其加载垂向压力的加载装置(4)，所述垂向滑动架(3)的下方设置有与其横向滑动连接的夹持装置(5)，所述夹持装置(5)内夹持设置有橡胶块(6)，所述橡胶块(6)的下方设置有与其摩擦接触的有机玻璃轴(7)，所述有机玻璃轴(7)的后方设置有用于驱动其旋转的电动机(8)，所述有机玻璃轴(7)的下方设置有水箱(9)，所述水箱(9)内设置有潜水泵(10)，所述潜水泵(10)通过水管(11)将水箱(9)中的水导入橡胶块(6)与有机玻璃轴(7)的接触面。

水润滑橡胶轴承振动噪声特性分析

性和非线性特性，在低速、载时，往工作在边界重往润滑状态，成轴～轴承之间的运动不连续，而出造进现摩擦振动和噪声。２Ｏ世纪７０年代开始国外就对水润滑轴承摩擦导致的振动噪声问题进行研究，结果表明该振动噪声特性与轴一轴承组成的摩擦系统
关键词：润滑橡胶轴承；动噪声；态耦合水振模中图分类号：６４２Ｕ６．１文献标识码：Ａ文章编号：０２— ３９（０２５— ３２— ５１０６３２１）００９０
ＡｎｌｓｓｏｉｔｏｌＮｏｓｆＷａｅｂｒｃｔｄＲｕｂｒＢｅｒｎｇａｙｉｆＦｒｃｉｎａｉｅｏｔｒＬｕｉａｅｂｅａｉｓ
自由度的轴一承模型。轴
ｏｏ ‰ ｏ
也是非对称矩阵。从物理意义上讲，刚度矩阵的不对称达到一定程度时，可能导致系统内部的能量馈
条件下橡胶轴承的失稳倾向，重点分析了橡胶材料的摩擦系数、弹性模量、密度和橡胶层厚度对水润滑橡胶轴承振动噪声的影响。研究结果表明摩擦系数越大，失稳倾向绝对值增大，生摩擦噪声产可能性增大；密度较小的橡胶材料失稳倾向的绝对值较小，利于减小轴承系统的摩擦噪声；有而减小橡胶层厚度也有利于减小摩擦噪声，为水润滑橡胶轴承材料选型和结构优化提供了参考和借鉴。
收稿日期

水润滑橡胶轴承摩擦特性的实验研究

水润滑橡胶轴承摩擦特性的实验研究覃文源;杨国峰;郑洪波;张志谊【摘要】通过测试水润滑橡胶轴承的摩擦力矩,定量分析平面型水润滑橡胶轴承摩擦特性与主轴转速、轴承比压以及回旋振动载荷之间的关系,并建立相应的摩擦因数模型,为准确预测系统在轴承摩擦激励下的振动响应特性提供重要支撑.结果表明,橡胶轴承摩擦因数随着主轴转速升高而减小;相对于磨合初期,充分磨合后的橡胶轴承摩擦因数对主轴转速变化更加敏感;相对于磨合初期,轴承比压对充分磨合后橡胶轴承摩擦特性的影响较小;回旋振动载荷对橡胶轴承摩擦因数的影响主要体现在主轴中速段.%Through measuring the friction torque of water-lubricated rubber bearings,the relations among planar type water-lubricated rubber bearings' friction features and main shaft rotating speed,bearing unit pressure and whirling vibration load were analyzed quantitatively,the friction coefficient model was built to correctly predict the vibration response features of the system under bearing friction excitation,the results showed that the friction coefficient of rubber bearings decreases with increase in the main shaft rotating speed;the friction coefficient of rubber bearings after fully running-in is more sensitive to variation of the main shaft rotating speed than that be in the initial running-in period;the bearing unit pressure has less influence on the friction features of rubber bearings after fully running-in than that does in the initial running-in period;the effects of whirling vibration load on the friction coefficient of rubber bearings happen in the mediate rotating speed range of the main shaft.【期刊名称】《振动与冲击》【年(卷),期】2017(036)017【总页数】7页(P42-47,54)【关键词】水润滑橡胶轴承;轴承摩擦;摩擦测试;摩擦模型【作者】覃文源;杨国峰;郑洪波;张志谊【作者单位】上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室,上海200240;上海交通大学高新船舶与深海开发装备协同创新中心,上海200240;上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室,上海200240;上海交通大学高新船舶与深海开发装备协同创新中心,上海200240;上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室,上海200240;上海交通大学高新船舶与深海开发装备协同创新中心,上海200240;上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室,上海200240;上海交通大学高新船舶与深海开发装备协同创新中心,上海200240【正文语种】中文【中图分类】U644.21;TB53水润滑橡胶轴承以其无污染、能够吸收振动与冲击等诸多优点，被广泛应用于船舶艉轴支承[1-3]。

一种水润滑橡胶轴承摩擦振动噪声测试装置及方法[发明专利]

专利名称：一种水润滑橡胶轴承摩擦振动噪声测试装置及方法专利类型：发明专利
发明人：周广武,谯进生,周青华,蒲伟,李仁盼,张子健,杜罗乐
申请号：CN202210231971.1
申请日：20220309
公开号：CN114608825A
公开日：
20220610
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种水润滑橡胶轴承摩擦振动噪声测试装置，其包括用于安装待检测橡胶轴承的轴承舱，轴承舱悬空放置在上端开口的第一水润滑箱内，待检测橡胶轴承与旋转主轴连接，轴承舱的上端设置第一液压缸和第二液压缸，第一液压缸和第二液压缸在竖直平面内相互垂直；第一液压缸和第二液压缸的伸缩端分别通过连接座固定在轴承舱上，第一液压缸和第二液压缸的尾部分别通过铰接座铰接在上方的龙门架上；第一水润滑箱的下方设置有第二水润滑箱，旋转主轴通过驱动电机驱动转动。

测试方法包括：步骤S1‑S10。

本发明可以实现低速、重载、频繁启停、不同泥沙配比、不同水温等复杂工况条件下，水润滑橡胶轴承的摩擦系数、摩擦振动、摩擦噪声等测试。

申请人：四川大学
地址：610041 四川省成都市武侯区一环路南一段24号
国籍：CN
代理机构：北京正华智诚专利代理事务所(普通合伙)
代理人：陈航
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基于电涡流传感器的水润滑轴承磨损监测系统设计

基于电涡流传感器的水润滑轴承磨损监测系统设计基于电涡流传感器的水润滑轴承磨损监测系统设计导语：水润滑轴承在机械设备中起着至关重要的作用，对其磨损情况的监测显得尤为重要。

本文将介绍一种基于电涡流传感器的水润滑轴承磨损监测系统的设计思路和原理，并讨论其在实际应用中的意义。

一、背景介绍水润滑轴承广泛应用于各种机械设备中，其磨损情况直接影响着设备的使用寿命和工作效率。

监测和诊断轴承的磨损情况对于设备的维护和故障预防至关重要。

传统的磨损监测方法存在着繁琐、周期长、精度低等缺点。

基于电涡流传感器的磨损监测系统设计为轴承磨损监测带来了新的机会和解决方案。

二、系统设计思路1. 选取合适的电涡流传感器电涡流传感器是一种能够测量导体材料磨损情况的高精度仪器。

通过选择合适的电涡流传感器，可以实现对轴承磨损情况的监测和诊断。

2. 传感器布置和数据采集在水润滑轴承上布置电涡流传感器，可以实时采集到轴承磨损过程中产生的电涡流信号。

通过合理的数据采集系统，可以对传感器采集到的信号进行实时处理和分析。

3. 数据处理和分析采集到的电涡流信号可以通过数字信号处理技术和模式识别算法进行分析。

通过对信号的频谱、幅频特性等进行分析，可以判断轴承的磨损程度和位置。

4. 结果显示和报警根据数据处理和分析的结果，系统可以实时显示轴承磨损情况，并根据一定的阈值设定进行报警。

这样，操作人员可以及时采取相应的措施，预防轴承故障和设备损坏。

三、系统原理解析基于电涡流传感器的水润滑轴承磨损监测系统的原理基于电涡流的感应原理。

当导体材料（如轴承）磨损时，磨损表面的形态和电导率发生变化，进而产生变化的电涡流信号。

通过对信号的处理和分析，可以得出轴承的磨损情况。

四、实际应用意义1. 提高设备使用寿命通过实时监测和诊断轴承的磨损情况，可以及时采取维护措施，延长设备的使用寿命，减少设备维修和更换的成本。

2. 预防故障发生轴承是机械设备中易损件之一，磨损严重可能导致设备故障甚至停机。

一种基于机器视觉技术的水润滑橡胶艉轴承振动测量方法

一种基于机器视觉技术的水润滑橡胶艉轴承振动测量方法闫志敏;周新聪;邱晓峰;邹斌;王建强;贾雪丽
【期刊名称】《船海工程》
【年(卷),期】2017(046)001
【摘要】采用机器视觉技术,对水润滑橡胶艉轴承的振动进行测量分析,结果表明,0.28 MPa比压下,水润滑橡胶艉轴承振动幅值的变化范围为水润滑0.25~0.81 mm,半干摩擦约0.27~0.68 mm;干摩擦0.92~2.57 mm,且振动频率皆在2 kHz 之内.该方法可记录分析水润滑橡胶艉轴承的真实运动状态、弹性变形以及振动等随时间、转速和润滑条件变化的规律.
【总页数】5页(P62-65,68)
【作者】闫志敏;周新聪;邱晓峰;邹斌;王建强;贾雪丽
【作者单位】武汉船用机械有限责任公司技术中心,武汉 430084;武汉理工大学能源与动力工程学院,武汉 430063;武汉船用机械有限责任公司技术中心,武汉430084;武汉船用机械有限责任公司技术中心,武汉 430084;武汉船用机械有限责任公司技术中心,武汉 430084;湖北海洋工程装备研究院有限公司,武汉 430064【正文语种】中文
【中图分类】U664.21
【相关文献】
1.基于有限元法的水润滑橡胶艉轴承刚度影响因素分析 [J], 孙长江;周建辉;郭文华;张圣东
2.水润滑球面艉轴承振动试验研究 [J], 魏颖春;李传平;常宁
3.水润滑橡胶艉轴承橡胶轴瓦硬度分区取值后的接触性能研究 [J], 周明帅;李天匀;朱翔;朱显明
4.基于ANSYS的水润滑橡胶艉轴承模态及谐响应分析 [J], 劳坤胜;金勇;卢亚运
5.水润滑橡胶轴承振动噪声特性分析 [J], 王隽;杨俊;张雪冰;周忆;肖科
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２０１３年３月第３８卷第３期
润滑与密封
ＬＵＢＲＩＣＡＴＩＯＮＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ
Ｍａｒ．２０１３Ｖｏ１．３８Ｎｏ．３
ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．０２５４— ０１５０．２０１３．０３．００２
２．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｉｒｎｇ，ＣｈｏｎｇｑｉｎｇＵｎｉｖｅｓｒｉｔｙ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ４０００３０，Ｃｈｉｎａ）
绍系统的软硬件构建和设计，以声卡作为数据采集卡，以ＬａｂＶｌＥＷ为开发平台设计信号采集与分析系统。对一种螺旋
槽水润滑橡胶合金轴承在空载、加载和加载并加上噪声隔离装置后的摩擦噪声进行实现研究。结果表明，该噪声测量分析系统能准确地提取和分析轴承摩擦噪声信号，并能直观地监测橡胶轴承的运行状态，设计的噪声隔离装置也能有效地
抑制外界环境噪声。关键词：水润滑轴承；摩擦噪声测试；音频中图分类号：ＴＢ５３３．１文献标识码：Ａ文章编号：０２５４— ０１５０（２０１３）３— ００ｔｏｆＦｒｉｃｔｉｏｎ．ｉｎｄｕｃｅｄＮｏｉｓｅｏｆＷａｔｅｒ．１ｕｂｒｉｃａｔｅｄＲｕｂｂｅｒＢｅａｒｉｎｇｓＢａｓｅｄｏｎＡｕｄｉｏＳｉｇｎａｌ
基于音频的水润滑橡胶轴承摩擦噪声测试系统
周忆刘芳张恒周广武
重庆４０００３０）
（１．重庆大学机械传动国家重点实验室
重庆４０００３０；２．重庆大学机械工程学院
摘要：水润滑橡胶轴承在低速、重载下的摩擦噪声问题亟待解决，而水润滑橡胶轴承摩擦噪声测试方法和系统是解决问题的关键之一。应用语音信号处理技术，提出并构建一种基于音频的水润滑橡胶轴承摩擦噪声测试分析系统。介
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｎｏｉｓｅｉｓｓｕｅｏｆｗａｔｅｒ－ｌｕｂｉｃｒａｔｅｄｒｕｂｂｅｒｂｅａｒｉｎｇｓｕｎｄｅｒｔｈｅｌｏｗ— ｓｐｅｅｄａｎｄｈｅａｖｙｌｏａｄｉｓｕｒｇｅｎｔｌｙｎｅｅｄｅｄｔｏｂｅｓｏｌｖｅｄ，ａｎｄｔｈｅｔｅｓｔｍｅｔｈｏｄａｎｄｔｈｅｓｙｓｔｅｍａｒｅｏｎｅｏｆｔｈｅｋｅｙｓｔｏｓｏｌｖｅｔｈｅｉｓｓｕｅ．Ａｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔａｎｄｎａａｌｙｓｉｓｓｙｓｔｅｍｂａｓｅｄｏｎａｕｄｉｏｓｉｇｎｌａｗａｓｐｒｅｓｅｎｔｅｄｔｏｍｅａｓｕｒｅｔｈｅｆｉｃｒｔｉｏｎ・－ｉｎｄｕｃｅｄｎｏｉｓｅｏｆｔｈｅｗａｔｅｒ－－ｌｕｂｉｃｒａｔｅｄｒｕｂｂｅｒｂｅａｒｉｎｇｓｂｙｕｓｉｎｇｔｈｅｓｐｅｅｃｈｓｉｎａｇｌｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．Ｔｈｅｈａｒｄｗａｒｅａｎｄｓｏｆｔｗａｒｅｏｆｔｈｅｓｙｓｔｅｍｗａｓｄｅｓｉｇｎｅｄ．Ｂｙｕｓｉｎｇｔｈｅｓｏｕｎｄｃａｒｄａｓｔｈｅｄａｔａａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎｃｒｄ，ｔａｈｅｓｉｎａｇｌａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎａｎｄａｎａｌｙｓｉｓｓｙｓｔｅｍｗａｓｄｅｖｅｌｏｐｅｄｂａｓｅｄｏｎＬａｂＶＩＥＷ．Ｔｈｅｆｉｒｃｔｉｏｎ－ｉｎ－ｄｕｃｅｄｎｏｉｓｅｅｘｐｅｉｍｅｒｎｔｓｏｆａｓｐｉｒａｌｇｒｏｏｖｅｗａｔｅｒ－ｌｕｂｉｃｒａｔｅｄｒｕｂｂｅｒａｌｌｏｙｂｅａｒｉｎｇｗｅｒｅｐｅｒｆｏｒｍｅｄｕｎｄｅｒｉｄｌｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎ，ｌｏａｄｃｏｎｄｉｔｉｏｎａｎｄｉｓｏｌａｔｉｏｎｃｏｎｄｉｔｉｏｎ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｅｔｈａｔｔｈｅｓｙｓｔｅｍｃａｎａｃｑｕｉｒｅａｎｄａｎａｌｙｚｅｔｈｅｆｉｃｒｔｉｏｎ－ｉｎｄｕｃｅｄｎｏｉｓｅｓｉｎａｇｌａｃｃｕｒａｔｅｌｙ，ａｎｄｃａｎｍｏｎｉｔｏｒｔｈｅｏｐｅｒａｔｉｏｎｓｔａｔｅｏｆｕｂｒｂｅｒｂｅａｉｎｒｇｓｉｎｔｕｉｔｉｖｅｌｙ．Ｔｈｅｄｅｓｉｎｅｇｄｎｏｉｓｅｉｓｏｌａｔｉｏｎｄｅ－ｖｉｃｅｃａｎｉｎｈｉｂｉｔｔｈｅｅｘｔｅｒｎｌａｎｏｉｓｅｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ．
ＺｈｏｕＹｉ・ＬｉｕＦａｎｇＺｈａｎｇＨｅｎｇＺｈｏｕＧｕａｎｇｗｕ
（１．ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＴｒｎｓａｍｉｓｓｉｏｎ，ＣｈｏｎｇｑｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ４０００３０，Ｃｈｉｎａ；