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磨损是机械设备失效最为主要的形式,全世界机械设备的失效约80%是由于磨损。实时有效地对设备的磨损情况进行检测对保障设备正常运行至关重要。润滑油铁谱技术已被证明是一种快速有效的故障检测手段,其主要原理是利用高梯度的强磁场将磨损颗粒从润滑油中分离出来并按大小依次沉积在玻璃基片上,再对磨屑的大小、形状、颜色等特征进行分析,这些信息为监测设备的磨损状态、分析故障发生的位置与原因提供了全面而可靠的依据。 铁谱仪是制取铁谱基片的专用设备。根据制谱原理不同,现有的铁谱仪可分为分析式铁谱仪与旋转式铁谱仪两种。其中,旋转式铁谱仪由于能有效减少污染物颗粒沉积对成谱效果的影响而得到了业界的更多关注。目前工业界使用的铁谱仪仍存在一定的缺陷,很难满足越来越高的工程要求。如仪器的自动化程度低,很多操作需要工作人员手动完成,不足以应对日益繁重的油液检测工作;现有制谱磁台制取的谱片上存在磨屑堆叠现象,不便于对磨屑进行观察分析,难以满足后续对铁谱图像进行计算机处理的需要。 基于以上情况,本文对现有的旋转式铁谱仪进行优化设计,旨在设计一种性能稳定、自动化程度高、成谱效果好的的旋转式铁谱仪以满足油液检测工作的要求。设备优化的内容主要为以下两方面。 (1)采用STC系列单片机作为控制核心,结合机电一体化技术实现铁谱仪制谱磁台转速控制及油样与清洗剂自动供应等功能。系统做到磁台旋转速度分级可调,油样及清洗剂自动低速加注,液体加注剂量可调。仪器能够同时满足分系统独立操作与全自动无人化工作的需要,满足多种操作需求,很大程度地提高油液检测的工作效率。 (2)以铁磁学理论为基础,利用磁场有限元分析软件,结合制谱实验分析对制谱磁台的磁路结构进行重新设计以实现较好的磨屑沉积效果。经实验检验,在一定的制谱规范条件下,对于某种磨损程度的润滑油样,新设计的磁场在基本满足实验重现性与磨屑沉积率的同时获得了较好的颗粒沉积效果,大大提高设备磨损诊断的准确性,也为后期对磨损颗粒的计算机图像处理及故障分析专家系统的建立提供了便利。 实践证明,经过设计改进的仪器相比市场中已有的铁谱仪获得了各方面的提高,具有较为广阔的市场前景。