基于LabVIEW的動靜渦旋端面摩擦溫度測試系統(tǒng)

摘要：無油潤滑渦旋壓縮機(jī)動靜渦旋端面摩擦溫度是反映壓縮機(jī)工作性能的重要參數(shù)。為真實實現(xiàn)端面摩擦溫度的測量，采用了摩擦溫度信號的非接觸熱平衡測量方法，通過虛擬儀器軟件開發(fā)平臺LabVIEW及相關(guān)硬件產(chǎn)品，構(gòu)建動靜渦旋端面摩擦溫度測試系統(tǒng)，實現(xiàn)溫度信號的實時采集，提高了測量精度。結(jié)果表明，相比傳統(tǒng)的信號采集系統(tǒng)，基于LabVIEW的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)具有成本低廉，人機(jī)界面友好，開發(fā)周期短，數(shù)據(jù)處理簡單方便以及便于維護(hù)等優(yōu)點。這將對無油潤滑渦旋壓縮機(jī)動力學(xué)特性分析、理論設(shè)計和提高其性能等具有重要的意義。
關(guān)鍵詞：渦旋壓縮機(jī)；LabVIEW；摩擦溫度；信號采集

渦旋壓縮機(jī)是一種新型容積式壓縮機(jī)，具有結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、效率高、可靠性高等特性，其應(yīng)用范圍目前已從制冷、動力工程向醫(yī)藥、食品、燃料電池等需求無油污染的潔凈壓縮氣體的領(lǐng)域拓展。渦旋壓縮機(jī)主要由動靜渦旋、曲軸、防自轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和支架組成。動渦旋在防自轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的約束下，由曲軸帶動相對靜渦旋作公轉(zhuǎn)平動。由于運(yùn)轉(zhuǎn)過程中存在較多摩擦副，因此，實現(xiàn)無油潤滑，不同材料對偶摩擦副的摩擦溫度是研究的關(guān)鍵問題之一。摩擦副產(chǎn)生的熱量對壓縮機(jī)的性能和摩擦副的磨損、潤滑特性等都具有很大的影響，所以，對摩擦副的摩擦溫度的研究將對渦旋壓縮機(jī)的動力學(xué)特性分析、理論設(shè)計和提高其性能等具有重要的意義。
本文基于虛擬儀器軟件開發(fā)平臺，借助其強(qiáng)大功能實現(xiàn)了動靜渦旋端而摩擦表面溫度信號的采集。LabVIEW (Laboratory Virtual Instr ument Engineer Workbench)是實驗室虛擬儀器集成環(huán)境的簡稱，具有直觀的前面板用戶界面和流程圖式的編程風(fēng)格，同時還具有數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、存貯打印等多種功能，是一個功能強(qiáng)大的圖形化軟件開發(fā)平臺。其插入式DAQ板、SCXI卡等硬件以程序模塊為基礎(chǔ)，精度高，穩(wěn)定性好，可以構(gòu)建性能優(yōu)良且廉價的測試系統(tǒng)。

1 渦旋端面摩擦副的結(jié)構(gòu)及溫度傳感器的安裝
動靜渦旋端面摩擦副結(jié)構(gòu)示意如圖1所示。將自潤滑材料鑲嵌在渦旋齒頂構(gòu)成動靜渦旋齒頂端面摩擦副，動渦旋盤在曲軸的驅(qū)動下作回轉(zhuǎn)平動，動、靜渦旋摩擦副在軸向力作用下緊密貼合，自潤滑材料在渦旋盤金屬材料表面生成一層自潤滑轉(zhuǎn)移膜，從而達(dá)到潤滑作用。由于受傳感器結(jié)構(gòu)的限制以及為便于傳感器的安裝對動靜渦旋盤進(jìn)行簡化，如圖2所示，本測試系統(tǒng)在靜渦盤上同一半徑圓周上均勻布置4個溫度傳感器。