基于LabVIEW的動(dòng)靜渦旋端面摩擦溫度測(cè)試系統(tǒng)

摘要：無(wú)油潤(rùn)滑渦旋壓縮機(jī)動(dòng)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(shí)實(shí)現(xiàn)端面摩擦溫度的測(cè)量，采用了摩擦溫度信號(hào)的非接觸熱平衡測(cè)量方法，通過(guò)虛擬儀器軟件開發(fā)平臺(tái)LabVIEW及相關(guān)硬件產(chǎn)品，構(gòu)建動(dòng)靜渦旋端面摩擦溫度測(cè)試系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)溫度信號(hào)的實(shí)時(shí)采集，提高了測(cè)量精度。結(jié)果表明，相比傳統(tǒng)的信號(hào)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(jiǎn)單方便以及便于維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。這將對(duì)無(wú)油潤(rùn)滑渦旋壓縮機(jī)動(dòng)力學(xué)特性分析、理論設(shè)計(jì)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(hào)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(jiǎn)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(dòng)力工程向醫(yī)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(jī)主要由動(dòng)靜渦旋、曲軸、防自轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和支架組成。動(dòng)渦旋在防自轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的約束下，由曲軸帶動(dòng)相對(duì)靜渦旋作公轉(zhuǎn)平動(dòng)。由于運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中存在較多摩擦副，因此，實(shí)現(xiàn)無(wú)油潤(rùn)滑，不同材料對(duì)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(duì)壓縮機(jī)的性能和摩擦副的磨損、潤(rùn)滑特性等都具有很大的影響，所以，對(duì)摩擦副的摩擦溫度的研究將對(duì)渦旋壓縮機(jī)的動(dòng)力學(xué)特性分析、理論設(shè)計(jì)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(tái)，借助其強(qiáng)大功能實(shí)現(xiàn)了動(dòng)靜渦旋端而摩擦表面溫度信號(hào)的采集。LabVIEW (Laboratory Virtual Instr ument Engineer Workbench)是實(shí)驗(yàn)室虛擬儀器集成環(huán)境的簡(jiǎn)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(shí)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(gè)功能強(qiáng)大的圖形化軟件開發(fā)平臺(tái)。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(jià)的測(cè)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(dòng)靜渦旋端面摩擦副結(jié)構(gòu)示意如圖1所示。將自潤(rùn)滑材料鑲嵌在渦旋齒頂構(gòu)成動(dòng)靜渦旋齒頂端面摩擦副，動(dòng)渦旋盤在曲軸的驅(qū)動(dòng)下作回轉(zhuǎn)平動(dòng)，動(dòng)、靜渦旋摩擦副在軸向力作用下緊密貼合，自潤(rùn)滑材料在渦旋盤金屬材料表面生成一層自潤(rùn)滑轉(zhuǎn)移膜，從而達(dá)到潤(rùn)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(duì)動(dòng)靜渦旋盤進(jìn)行簡(jiǎn)化，如圖2所示，本測(cè)試系統(tǒng)在靜渦盤上同一半徑圓周上均勻布置4個(gè)溫度傳感器。