基于红外热像的喷油润滑齿面温度测量技术研究

摘要

齿轮的齿面温度与齿轮的多种失效形式有关，对齿面温度进行快速准确的测量对预测齿轮的失效与改进润滑系统的设计具有重要的实际意义。红外热像技术作为一种非接触式的温度测量方法获得了越来越广泛的应用，本文对基于红外热像的喷油润滑齿面温度测量技术进行了研究。
　　本文首先分析了红外热像仪测温的基本原理并推导了红外热像仪测温的数学模型，在此基础上对红外热像仪测温误差的影响因素进行了理论分析，并在自行研制的实验装置上开展了实验研究，得出了发射率、透射率、油膜厚度、观测距离和观测角度等因素对红外测温影响的程度。
　　其次，对喷油润滑齿面温度测量试验系统进行了方案设计。为了克服喷油嘴高速喷出的润滑油对红外测温的干扰，试验齿轮箱采用了特殊设计。试验齿轮采用悬臂布置，试验齿轮箱上开设有测温孔、通光孔、观察孔以便进行红外测温及观察齿轮运转与喷油状态。为了克服油雾的干扰，测温孔、通光孔、观察孔有玻璃覆盖且布置有压缩空气管对其进行吹扫。
　　最后，在红外测温误差影响因素分析的基础上运用红外热像仪对齿面温度进行了实际测量。为了提高测温准确性，首先对齿面发射率和齿轮箱内油雾透射率进行了标定，得到了齿面发射率随温度以及油雾透射率随喷油压力的变化规律。齿面红外测温试验测量了不同运转工况下齿面的温度分布，从测温试验结果中得到了喷油压力、转速以及载荷对齿面温度的影响规律。