2025年滑動軸承行業技術分析：物聯網突破滑動軸承綜合試驗系統設計

  在現代工業飛速發展的今天，滑動軸承作為機械設備中的關鍵部件，其性能直接影響裝備的運行可靠性與穩定性。尤其是在高精度、重載的大型裝備領域，推力滑動軸承憑藉出色的抗衝擊性能被廣泛應用。隨著2025年工業技術的持續革新，滑動軸承行業對其運行狀態的精準監控與性能優化需求愈發迫切。與此同時，教學領域也急需高效的試驗系統輔助學生理解滑動軸承知識。在此背景下，基於物聯網技術的推力滑動軸承綜合試驗系統應運而生，成為行業關注焦點。

  一、推力滑動軸承綜合試驗系統總體設計架構

  該試驗系統由試驗台主體和物聯網平台兩大部分構成。試驗台主體涵蓋試驗軸瓦、工況轉換系統、動力傳動系統、加載系統等核心組件，通過集成普通平面、液體靜壓和可傾軸瓦，實現試驗台的集約化，能夠滿足多工況試驗需求。《2025-2030年全球及中國滑動軸承行業市場現狀調研及發展前景分析報告》指出，物聯網平台則包含雲平台和智能監控平台，其主要任務是對採集的各類數據信息進行深度加工、分析，實現信息數據的高效流轉、處理與匯總分析，為軸承運行狀態的智能監控提供全方位系統支持，確保網絡監控系統數據通信的穩定與準確。試驗台主體中，試驗軸瓦安置於油缸內，加載盤置於軸瓦之上，藉助加載裝置實現軸瓦加載。主軸通過密封裝置與試驗容器相連並安裝軸承，保障相對位置固定不變。試驗過程中，根據試驗對象特性靈活選擇潤滑油供油方式，電機通過聯軸器帶動軸承系統轉動，測量系統同步完成各項參數的精準測量。

  二、推力滑動軸承試驗台核心組件設計

  (一)試驗軸瓦的創新設計

  試驗軸瓦由可傾軸瓦和普通軸瓦相間排布組成。普通軸瓦設有貫穿圓孔，通過軸瓦支座和軸支承套連接，固定傾斜角度，運行時無周向和軸向運動趨勢。可傾軸瓦帶有圓孔凹槽，採用球軸承支撐，能以固定支點為依託，隨轉子載荷變化進行微量擺動，自動調節傾斜角度，為試驗提供多樣化的軸瓦運行狀態模擬。

  (二)工況轉換系統的高效切換

  工況轉換系統採用端面凸輪機構，該機構由八個相間分布的谷峰和谷底構成。可傾軸瓦和普通軸瓦分別相間位於谷峰與谷底之上。試驗過程中，僅需手動旋轉端面凸輪機構 45°，即可實現普通軸瓦和可傾軸瓦的位置調換，並通過控制油泵供油狀態，輕鬆完成試驗台在液體靜壓狀態、液體動壓狀態等不同工況之間的轉換，極大地提升了試驗的靈活性與多樣性。

  (三)動力驅動系統的精準選型

  動力驅動系統選用 80 型 100W、240r/min 的直流電機作為動力源。該電機的選型充分考慮了試驗台的各項參數需求，其合適的功率、轉速以及較高的運行穩定性，能夠確保試驗台在不同工況下穩定運行，為滑動軸承試驗提供可靠的動力支持。

  (四)加載系統的數位化革新

  加載系統採用數位化機械砝碼加載方式，具有加載精度高(經調試後精度可達 0.01N)、可實時顯示、加載便捷、能實現連續加載等顯著優勢。該系統由電阻應變片、HX711AD 模塊、連接架、放置平台、顯示螢幕等組件構成。通過向放置平台上的水杯倒水施加可變加載力，電阻應變片在受力時形狀發生微小變化，導致電阻值改變，經電橋電路和 HX711AD 模塊處理，將模擬電壓信號轉換為數位訊號，最終在顯示螢幕上實時呈現加載力大小。

  三、物聯網平台賦能滑動軸承試驗系統

  (一)數據採集系統的精確測量

  試驗台系統運用維特智能 JY - PS040 型氣壓傳感器模塊進行油膜壓力測量。在可傾推力軸瓦油膜壓力測量試驗中，依據實際需求轉動轉換盤，將目標試驗軸瓦調至轉動盤最高處與加載盤接觸，啟動電動機後，油缸內液體擠壓氣管內氣體觸發氣壓傳感器，數據經轉接線通過 USB - TTL 串口模塊或六合一模塊傳入 PC 埠，實現油膜壓力數據的實時採集。

  (二)數據存儲和傳輸系統的智能管理

  由於採集數據量大且無序，需對數據進行預處理並篩選不合格數據。資料庫按照不同類別分類存儲，錯誤數據存入錯誤日誌，有效數據發送至主控設備。主控晶片解析數據後，通過 4G 傳輸匯總至主機的 MQTT 伺服器，經創建雲端資料庫及表、設定規則引擎，完成數據解析與永久化，最終將有效數據存儲於 MySQL 中，並通過用戶訂閱主題實現數據傳輸。

  (三)數據可視化系統的直觀呈現

  數據可視化系統分為數據識別處理與可視化映射兩個步驟。先剔除有質量問題的數據，再將處理後的信息映射為可視化元素。藉助 ANSYS、Python 等軟體工具，構建試驗台動態三維仿真模型，並利用 EnSight 進行數據的分析與可視化。傳感器採集的數據經預處理、分類存儲和分析後，通過 Python 實現客戶端與 MQTT 伺服器連接，實現數據實時顯示，且可採用不同庫操作，通過列表解析式完成數據動態更新。

  綜上所述，基於物聯網技術的推力滑動軸承綜合試驗系統，通過創新設計試驗台各組件與搭建物聯網平台，實現了對滑動軸承運行狀態的智能監控與數據的高效處理。該系統不僅能夠滿足大型裝備中推力滑動軸承運行狀態的實時監控需求，還可為滑動軸承課堂教學提供有力輔助。不過，當前系統在實時展現軸瓦運行狀況方面仍存在不足，未來可藉助數字孿生技術加以改進，進一步推動滑動軸承行業技術的發展與創新，為工業生產和教學研究帶來更多價值與可能。

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