在线全液流大磨损颗粒监测研究与应用的新进展.pdfVIP

在线全液流大磨损颗粒 监测研究和应用的新进展 万耀青 (北京理工大学车辆工程学院 100081) 一、机器中大磨损颗粒出现的三种情况 l仅有微小颗粒(一般小于lOpm)，很少出现大颗粒。例如成批生产的精密机器，设计制 造技术已很成熟，使用已有充分经验。小颗粒磨损并非无故障，但采用小颗粒的监测仪器即可 早期发现故障征兆．及时维修排除。如果偶然发现大颗粒磨损物可能是操作或维修不当所致。 监测仪器经常会误报或漏报，实际摩擦副已严重损坏而不能预报。例如俄罗斯飞机发动机、高 低速重载的机器、环境条件恶劣的机器等，常常因大颗粒磨损而造成灾难性事故。 3．大小磨损颗粒都可能在不同使用阶段出现，很多机器属于这种情况。特别是新机器早 期使用阶段和接近大修期时，往往因大颗粒磨损而造成严重损坏。 以上三种情况都说明大磨损颡粒监测是故障诊断所不可缺少的，其重要性和迫切性在很 多方面往往比小磨损颗粒监测更需要。在这方面，国内应用人员认识还有差距，或是由于条件 所限，只限于小磨损颗粒的监测。 二、磨损颗粒监测仪器的现状评述 1．小磨损颗粒监测仪器大量使用了发射光谱仪(例如美国热电集团贝尔德的第四代光 谱仪MOA)，这在国外已沿用近50年，国内也应用近20年，已产生重大应用效果，其快速、准 确、精确、检出效果非常好，至今仍是不可缺少的技术。但它最大局限性是只适于监测≤lOpm 金属颗粒含量，且只能在线取样，离线分析，不能识别磨损形貌和尺寸。 2．铁谱仪能测量大颗粒和一定范畴内的小颗粒，能识别磨损颗粒尺寸和形貌，便于识 别故障模式，它与光谱仪配套应用有良好效果。存在主要问题是：在线取样，离线分析，分析时 间长(一般分析一个油样需1～2小时)，重复度差，主要识别铁元素，识别有色金属元素能力 弱，较多依赖于经验。 3．x荧光能谱仪分析元素种类多，并可监测大颗粒的含量，但亦是在线取样、离线分析。 ， 4．磁塞将其放置在油液管路中或油箱内，能及时吸附铁磁性的大小磨损金属颗粒(主 要是大颗粒)。当颗粒累积到一定程度，有的装置亦能报警(例如众多飞机发动机的润滑系统)， 有的只能定期取出，通过测试分析后才能作出判断。这种装置的及时性差，大小颗粒混杂，且有 磁饱和限制，准确性不足，是粗略的辅助装置。 以上四种监测仪器是目前广泛采用的，各有特点，配套应用。但都存在如下不足：(1)都是 在线取样，离线分析。离线分析后的诊断报告，可能延误诊断的及时性；(2)在线取样都是在一 定时间间隔下进行的，磨损大颗粒可能在取样间隔内突然出现，不能及时捕捉到而机器已经损 坏；(3)大颗粒中最关心的是铁磁性和非铁磁性磨损物的颗粒尺寸，两者或者其中之一出现，肯 ·22· 定已有较严重故障，应及时报警，采取应急措施，以免扩大到致命性故障。铁谱仪和x荧光能 谱仪虽可监测犬颗粒，但不能及时报警，机器会严重恶化。特别对负荷大、上作环境恶劣的机 器，一旦开始出现磨损大颗粒，很可能在几小时内即造成灾难性事故；(4)小能全液流在线监 测。 因此，开发能在线全液流跟踪监测和分析大颗粒、智能化功能、小型化、可及时报警、可机 载能监视磨损过程的监测仪器，是故障诊断者密切}丰视的，下面介绍于90年代中期出现的 MetalSCAN(金属扫描监测仪)的原理和应用。 三、在线分析油液中磨损大颗粒监测扫描仪(M¨alSCAN) 1．研制开发的思路和功能 任何监测仪器不可能达到全方位、面面俱到的万能性。鉴于靡损大颗粒问题的突出性和应 用的迫切性，其开发思路主要嘛测大于70}tm尺寸的靡损颗粒，具有以下功能： (1)能在线跟踪、能全液流loO％地监测火颗特； (2)对颗粒尺寸分级，可分出1 6种尺寸范围。能筮现每一个尺寸范围内的颗粒； (3)能识别铁磁性和非铁磁性两类颗粒： (4)对每一个尺寸范围内的颗粒统计出累计颗粒数； (5)对每一个尺寸范围内颗粒统计出累纠颗粒质量； (6)统计总颗粒数； (7)监测磨屑的总质量。 (8)根据润滑系统中不同部位要求，可同时设置