Ц.8.2. Измерение толщины масляной пленки

Толщина масляной пленки, разделяющей поверхности трения, является основной характеристикой, определяющей надежность ра­боты подпятника. Она должна измеряться не менее чем в 5-6 точках одного сегмента. Датчики толщины масляной пленки должны быть размещены таким образом, чтобы можно было получить тангенциаль­ный профиль масляной пленки по средней линии сегмента и радиаль­ный профиль вдоль сбегающей кромки, где значения пленки наимень­шие (рис.3). При таком размещении датчиков измеряется минималь­ное значение толщины пленки и форма зазора между сегментом и дис­ком, определяемая деформацией сегмента и диска. Если сегмент имеет длину по средней линии (в направлении вращения) более 450 мм, то должно быть установлено четыре датчика по средней линии и три на сбегающей кромке в радиальном направлении - всего шесть датчиков (рис.3,а); если длина сегмента меньше 450 мм, то допустима уста­новка трех датчиков по средней линии в направлении вращения и трех вдоль сбегающей кромки - всего пяти датчиков на сегменте. В отдельных случаях невозможно или нежелательно устанавливать датчики в теле сегмента, например, в сегменте с непосредственным водяным охлаждением или в ЭМП-сегментах, учитывая достаточно боль­шие размеры существующих датчиков. В таких случаях следует уста­навливать датчики на кронштейнах, приваренных по контуру сегмен­та на набегающей и сбегающей кромках (рис.3,в). Крепление крон­штейнов к сегментам с помощью винтов нежелательно ввиду возмож­ности ослабления крепления при работе от вибрации и изменения пер­воначального зазора. Возможна смешанная установка датчиков: цент­ральный в теле сегмента, а остальные по контуру (см.рис.3.б).

Датчики в сегментах с баббитовым покрытием должны быть уста­новлены с заглублением относительно рабочей поверхности сегмен­тов не менее чем на 0,2 мм, в ЭМП - сегментах - на 0,4 мм.

Калибровка датчиков должна производиться после их установ­ки в сегмент дважды - перед началом испытаний и после их оконча­ния.

Калибровочное устройство должно давать возможность изменять зазор от 0 до 0,5 мм.

Калибровка датчиков, устанавливаемых в ЭМП - сегментах, произ­водится в обе стороны от первоначально установленного нуля (от -0,2 мм до +0,3 мм). Калибровку датчиков, установленных в сегмен­тах с баббитовым покрытием, достаточно провести в одном направле­нии от 0 до -0.З мм. Калибровочное устройство должно давать воз­можность изменять зазор от 0 до 0,5 мм и производить отсчеты не реже чем через 0,02 мм (20 мкм). Поршень калибровочного устройст­ва, имитирующий диск подпятника, должен иметь диаметр, по крайней мере вдвое больший диаметра датчиков.

Наиболее распространенными датчиками для измерения толщины пленки являются индуктивные или вихретоковые бесконтактные датчики.

Зазор изменяется с изменением толщины мас­ляной пленки.

Датчики, установленные в теле сегмента между его центром и сбегающей кромкой (датчики 2 и 3 на рис.3,а), находятся в зоне высокого давления (до 20 МПа при максимальной нагрузке). Поэтому их конструкция должна исключать протечки масла из масляного кли­на через датчик и через отверстия, в которых датчики установлены.

Показания датчиков не должны зависеть от давления, которое может изменяться от 0 до 20 МПа, и от температуры, которая может изменяться от 10 до 105°С.

Возможно применение тензометрических датчиков толщины масляной пленки, которые представляют собой тензобалочки, крепящие­ся на периферии сегмента и упирающиеся с помощью шарикового или фторопластового наконечника в зеркальную поверхность диска. При образовании масляной пленки увеличивается расстояние между сег­ментом и диском и уменьшается натяг тензобалочек, что регистри­руется на шлейфовом осциллографе.

При использовании тензометрических датчиков толщины масля­ной пленки они устанавливаются обычно, как показано на рис.3 -три на набегавшей и три на сбегающей кромке сегмента. Эти датчи­ки калибруются перед их установкой на сегмент и после испытаний.