基于LabVIEW的動(dòng)靜渦旋端面摩擦溫度測試系統

摘要：無(wú)油潤滑渦旋壓縮機動(dòng)靜渦旋端面摩擦溫度是反映壓縮機工作性能的重要參數。為真實(shí)實(shí)現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(guò)虛擬儀器軟件開(kāi)發(fā)平臺LabVIEW及相關(guān)硬件產(chǎn)品，構建動(dòng)靜渦旋端面摩擦溫度測試系統，實(shí)現溫度信號的實(shí)時(shí)采集，提高了測量精度。結果表明，相比傳統的信號采集系統，基于LabVIEW的數據采集系統具有成本低廉，人機界面友好，開(kāi)發(fā)周期短，數據處理簡(jiǎn)單方便以及便于維護等優(yōu)點(diǎn)。這將對無(wú)油潤滑渦旋壓縮機動(dòng)力學(xué)特性分析、理論設計和提高其性能等具有重要的意義。
關(guān)鍵詞：渦旋壓縮機；LabVIEW；摩擦溫度；信號采集

渦旋壓縮機是一種新型容積式壓縮機，具有結構簡(jiǎn)單、運轉平穩、效率高、可靠性高等特性，其應用范圍目前已從制冷、動(dòng)力工程向醫藥、食品、燃料電池等需求無(wú)油污染的潔凈壓縮氣體的領(lǐng)域拓展。渦旋壓縮機主要由動(dòng)靜渦旋、曲軸、防自轉機構和支架組成。動(dòng)渦旋在防自轉機構的約束下，由曲軸帶動(dòng)相對靜渦旋作公轉平動(dòng)。由于運轉過(guò)程中存在較多摩擦副，因此，實(shí)現無(wú)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(wèn)題之一。摩擦副產(chǎn)生的熱量對壓縮機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的動(dòng)力學(xué)特性分析、理論設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(kāi)發(fā)平臺，借助其強大功能實(shí)現了動(dòng)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(shí)驗室虛擬儀器集成環(huán)境的簡(jiǎn)稱(chēng)，具有直觀(guān)的前面板用戶(hù)界面和流程圖式的編程風(fēng)格，同時(shí)還具有數據采集、數據處理、存貯打印等多種功能，是一個(gè)功能強大的圖形化軟件開(kāi)發(fā)平臺。其插入式DAQ板、SCXI卡等硬件以程序模塊為基礎，精度高，穩定性好，可以構建性能優(yōu)良且廉價(jià)的測試系統。

1 渦旋端面摩擦副的結構及溫度傳感器的安裝
動(dòng)靜渦旋端面摩擦副結構示意如圖1所示。將自潤滑材料鑲嵌在渦旋齒頂構成動(dòng)靜渦旋齒頂端面摩擦副，動(dòng)渦旋盤(pán)在曲軸的驅動(dòng)下作回轉平動(dòng)，動(dòng)、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(pán)金屬材料表面生成一層自潤滑轉移膜，從而達到潤滑作用。由于受傳感器結構的限制以及為便于傳感器的安裝對動(dòng)靜渦旋盤(pán)進(jìn)行簡(jiǎn)化，如圖2所示，本測試系統在靜渦盤(pán)上同一半徑圓周上均勻布置4個(gè)溫度傳感器。