專利名稱：磨損壽命實時預測裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種磨損壽命實時預測裝置，能夠在線預測機械產品磨損失效時間，幫助設計人員及早預測故障，為產品全周期壽命設計提供有效方法和手段，屬于機械可靠性設計分析技術領域。
背景技術：
據統(tǒng)計，在軍用裝備中，零部件損壞的表現(xiàn)形式最為突出的是磨損。據美軍方調研，在伊拉克戰(zhàn)爭中使用的大部分美軍裝備先后出現(xiàn)嚴重磨損，美軍曾要求撥款90億美元，以修復這些嚴重損壞的武器。對我國某重型戰(zhàn)斗機的發(fā)動機故障統(tǒng)計表明，17次事故中有88%是由摩擦學問題引起的，造成空中停車、發(fā)動機毀損、轉子斷軸、甚至機毀人亡的嚴重后果；目前定型的部分中程巡航彈發(fā)動機，由于摩擦學問題，實際考核壽命只有設計壽命的1/5 1/3,且壽命分布嚴重離散。摩擦學的可靠性問題已經成為部分重大型號和國防裝備的技術瓶頸，現(xiàn)有重大型號也都在尋求可起替代作用的預備方案，以提高系統(tǒng)的可靠性，因此，摩擦學的可靠性問題已經成為不折不扣的關鍵技術問題。摩擦學研究的重點在于節(jié)約資源、延長機械設備的使用壽命，從而提高產品的可靠性。但是，延長的壽命是有限的，對于機械產品來說，特別是大型武器裝備，都須面臨著維修；那么，“如何從可靠性角度去提高產品抗磨損的可靠性”、“如何去預計產品的抗磨損壽命”、“預計壽命值的可信度是多少”、“什么時候應該對裝備進行維修”等這一系列問題依然存在。為解決這些問題，我們急需一套技術能較準確地預測其可靠壽命。磨損實時壽命預測問題的關鍵是磨損量的在線監(jiān)測，目前磨損量測量的方法包括:稱重法、測量磨損斑直徑法、磨損深度測量等。稱重法是使用最廣泛的磨損量測量方法，精度 主要取決于測量的儀器，除此之外，氣候條件、外部環(huán)境的影響，以及試驗測量過程中試件的氧化等隨機因素都會對測量精度產生影響。更為關鍵的是稱重法需要中斷試驗，再次進行試驗時，試件的固定位置等都會對試驗的連續(xù)性產生影響。因此，實時在線測量尤為重要，本實用新型提供了一套磨損壽命實時預測裝置，能夠檢測磨損量。
發(fā)明內容為了解決磨損量在線測量難、精度不準、壽命預測難的問題，本實用新型構建一種磨損壽命實時預測裝置，能夠在線監(jiān)測磨損量，幫助設計人員及早預測故障，本發(fā)明的磨損壽命實時預測裝置包括:實時監(jiān)測系統(tǒng)和計算機，其中實時監(jiān)測系統(tǒng)包括掃描電鏡、磨損試驗機和輪廓分析儀。本實用新型發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是:提供一種磨損壽命實時預測裝置，包括:實時監(jiān)測系統(tǒng)和計算機，其中實時監(jiān)測系統(tǒng)由掃描電鏡、磨損試驗機和輪廓分析儀三部分組成，所述磨損試驗機包括上下主軸、驅動系統(tǒng)、液壓施力系統(tǒng)、摩擦副和電氣控制箱，所述掃描電鏡安裝在磨損試驗機機座上，靠近摩擦副，所述掃描電鏡能夠360度旋轉，所述輪廓分析儀安裝在掃描電鏡的右側，固定在所述磨損試驗機機座上，掃描電鏡掃描得到的三維形貌傳送到輪廓分析儀，輪廓分析儀對所述三維形貌提取輪廓信息后通過電纜將提取后的信息傳送至電氣控制箱，電氣控制箱通過串口電纜與計算機連接。根據掃描電子顯微鏡的原理制作掃描鏡頭，安裝在磨損試驗機上，設定試驗檢測時間，試驗停止，無需取下試件，即可用掃描鏡頭掃描試件的三維表面形貌；借助輪廓分析儀，可以快速準確的提取輪廓信息，計算機自動對三維形貌進行特征提取，計算磨損量，達到在線實時預測的目的。本實用新型發(fā)明的有益效果是，可以在線實時預測磨損壽命，起到預警作用。采用掃描電鏡實時掃描摩擦副的表面三維形貌，可以實時在線測量磨損量，從而有效的預測磨損失效時間，手段直接方便，預測精度準確。

圖1:本實用新型的結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖及實施例對本實用新型作進一步的說明。圖1為本實用新型結構示意圖，磨損壽命實時預測裝置包括實時監(jiān)測系統(tǒng)I和計算機7。實時監(jiān)測系統(tǒng)由掃描電鏡3、磨損試驗機2、輪廓分析儀4組成。磨損試驗機主要由上下主軸、驅動系統(tǒng)、液壓施力系統(tǒng)、摩擦副、電氣控制箱5等部分組成。掃描電鏡安裝在磨損試驗機機座I上，靠近摩擦副，掃描電鏡可以360度旋轉，簡便清晰的獲取摩擦副的三維形貌，掃描后的三維形貌輸入到輪廓分析儀4中，輪廓分析儀4安裝在掃描電鏡的右側，固定在磨損試驗機機座上，輪廓分析儀可以快速準確的提取輪廓信息，后將其傳送至電氣控制箱。電氣控制箱完成信號的采集、變換、傳輸任務，通過串口電纜6與計算機測控系統(tǒng)連接。掃描電鏡和輪廓 分析儀采用塑料殼隔離，防止實驗過程中濺油造成的誤差。
權利要求1.一種磨損壽命實時預測裝置，其特征在于包括:實時監(jiān)測系統(tǒng)和計算機，其中實時監(jiān)測系統(tǒng)由掃描電鏡、磨損試驗機和輪廓分析儀三部分組成，所述磨損試驗機包括上下主軸、驅動系統(tǒng)、液壓施力系統(tǒng)、摩擦副和電氣控制箱，所述掃描電鏡安裝在磨損試驗機機座上，靠近摩擦副，所述掃描電鏡能夠360度旋轉，所述輪廓分析儀安裝在掃描電鏡的右側，固定在所述磨損試驗機機座上，掃描電鏡掃描得到的三維形貌傳送到輪廓分析儀，輪廓分析儀對所述三維形貌提取輪廓信息后通過電纜將提取后的信息傳送至電氣控制箱，電氣控制箱通過串 口電纜與計算機連接。
專利摘要本實用新型涉及一種磨損壽命實時預測裝置，能夠在線預測機械產品磨損失效時間，可以幫助設計人員及早預測故障，為產品全周期壽命設計提供有效方法和手段。本實用新型公開的磨損壽命實時預測裝置包括實時監(jiān)測系統(tǒng)和計算機，其中實時監(jiān)測系統(tǒng)包括掃描電鏡、磨損試驗機和輪廓分析儀。
文檔編號G01B15/04GK203132516SQ20132009399
公開日2013年8月14日 申請日期2013年3月1日 優(yōu)先權日2013年3月1日
發(fā)明者李娟 , 姬廣振, 劉 英, 劉勤, 張緯靜 申請人:中國兵器科學研究院