專利名稱：一種滾動(dòng)軸承故障檢測(cè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種故障檢測(cè)裝置，特別是一種滾動(dòng)軸承故障檢測(cè)裝置，主要用于國(guó)內(nèi)鐵路機(jī)車(chē)、車(chē)輛、動(dòng)車(chē)、高鐵、城軌車(chē)輛以及非鐵路行業(yè)的軸承檢測(cè)，亦可用于軸承制造廠的產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)。
背景技術(shù)：
有關(guān)軸承的試驗(yàn)、檢測(cè)的裝置、設(shè)備種類很多，包括多種手持式軸承檢測(cè)儀、速度型測(cè)振儀、加速度測(cè)振儀等，基本上是依據(jù)軸承行業(yè)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，在一定轉(zhuǎn)速和測(cè)試載荷下，通過(guò)測(cè)量軸承振動(dòng)的速度、加速度、位移值，檢測(cè)軸承在對(duì)應(yīng)頻帶的振動(dòng)值，有的則通過(guò)溫度測(cè)量，然后采用相關(guān)的振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)和溫度標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較，實(shí)現(xiàn)顯示、報(bào)警。在大型軸承檢測(cè)領(lǐng)域，例如鐵路機(jī)車(chē)、車(chē)輛、動(dòng)車(chē)、高鐵、城軌車(chē)輛用大型軸承，在例行的大修、中修時(shí)，需從車(chē)上卸下笨重的滾動(dòng)軸承，經(jīng)過(guò)清洗除污處理后，進(jìn)行滾動(dòng)工作面的故障檢測(cè)，以確定其是否能繼續(xù)使用，另外，也需要對(duì)新的軸承進(jìn)行相關(guān)狀態(tài)評(píng)價(jià)。長(zhǎng)期以來(lái)，利用滾動(dòng)軸承故障檢測(cè)的檢測(cè)儀、檢測(cè)機(jī)對(duì)卸下的滾動(dòng)軸承進(jìn)行檢測(cè)，存在幾個(gè)問(wèn)題
1)對(duì)滾動(dòng)軸承故障檢測(cè)的準(zhǔn)確率不高；
2)檢測(cè)機(jī)可檢測(cè)的滾動(dòng)軸承規(guī)格范圍窄,一般只能檢測(cè)3種軸承規(guī)格；
3)不能準(zhǔn)確確定故障部位，如軸承的內(nèi)環(huán)、外環(huán)、滾子的滾動(dòng)工作面和保持架、滾子端面和內(nèi)外環(huán)檔邊等滑動(dòng)面的故障及內(nèi)含雜質(zhì)的定性與定量診斷；
因此，國(guó)內(nèi)鐵路領(lǐng)域的大修、中修車(chē)間，因滾動(dòng)軸承型號(hào)規(guī)格種類繁多，以前大部分采用人工目測(cè)檢查。針對(duì)人工拆卸、目測(cè)檢查機(jī)車(chē)、車(chē)輛大型軸承存在的工作量大、成本高、準(zhǔn)確率不高、不容易發(fā)現(xiàn)非表面的隱秘問(wèn)題，本發(fā)明人提出過(guò)多項(xiàng)基于廣義共振/共振解調(diào)技術(shù)的用于鐵路機(jī)車(chē)、車(chē)輛等行業(yè)的滾動(dòng)軸承故障檢測(cè)的相關(guān)專利，例如
200810200735. 3 一種檢測(cè)振動(dòng)沖擊的廣義共振復(fù)合傳感器 200910056925. 7 一種機(jī)械故障沖擊的共振解調(diào)檢測(cè)方法 90215977.1鐵路車(chē)輛輪對(duì)滾動(dòng)軸承故障檢測(cè)試驗(yàn)機(jī)
97238572. X鐵路車(chē)輛輪對(duì)滾動(dòng)軸承故障檢測(cè)機(jī)
200810043838. 3 一種減少齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)故障率的軸承、齒輪匹配設(shè)計(jì)方法上述這些專利技術(shù)在國(guó)內(nèi)鐵路機(jī)車(chē)、車(chē)輛等行業(yè)的滾動(dòng)軸承故障檢測(cè)中逐步推廣應(yīng)用，取得了較好的效果，得到鐵路部門(mén)的好評(píng)和鐵路機(jī)務(wù)段的廣泛應(yīng)用。但是，專利技術(shù)“鐵路車(chē)輛輪對(duì)滾動(dòng)軸承故障檢測(cè)試驗(yàn)機(jī)(90215977.1)”和“鐵路車(chē)輛輪對(duì)滾動(dòng)軸承故障檢測(cè)機(jī)(97238572. X)”都是以鐵路車(chē)輛輪對(duì)為操作對(duì)象，鐵路部門(mén)還提出了需要針對(duì)安裝前的新軸承和使用滿期后退卸的以及經(jīng)過(guò)大修之后的軸承的直接檢測(cè)要求；另外，鐵路建設(shè)的高速發(fā)展，動(dòng)車(chē)、高鐵、城軌車(chē)輛的廣泛應(yīng)用，加上國(guó)外多種機(jī)車(chē)引進(jìn)后出現(xiàn)的問(wèn)題，都給滾動(dòng)軸承故障檢測(cè)機(jī)提出了要求適應(yīng)性更加廣泛的需要，也就是說(shuō)，要求滾動(dòng)軸承故障檢測(cè)機(jī)適應(yīng)更多不同車(chē)型的機(jī)車(chē)、車(chē)輛、動(dòng)車(chē)、高鐵、城軌車(chē)輛的不同型號(hào)、種類、尺寸的大型滾動(dòng)軸承故障檢測(cè)。針對(duì)這些滾動(dòng)軸承故障檢測(cè)方面存在的問(wèn)題和需求，本發(fā)明人在原有“鐵路車(chē)輛輪對(duì)滾動(dòng)軸承故障檢測(cè)機(jī)(專利號(hào):97238572.X)”技術(shù)基礎(chǔ)上，進(jìn)一步改進(jìn)開(kāi)發(fā)發(fā)明“一種滾動(dòng)軸承故障檢測(cè)裝置”。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)不足，提供一種滾動(dòng)軸承故障檢測(cè)裝置，提高檢測(cè)的準(zhǔn)確率、增加檢測(cè)的滾動(dòng)軸承規(guī)格范圍，實(shí)現(xiàn)軸承的自動(dòng)診斷，發(fā)現(xiàn)軸承的內(nèi)環(huán)、外環(huán)、滾子的滾動(dòng)工作面和保持架、滾子端面和內(nèi)外環(huán)檔邊等滑動(dòng)面的故障及內(nèi)含雜質(zhì)，并對(duì)故障進(jìn)行定性與定量診斷。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:一種滾動(dòng)軸承故障檢測(cè)裝置，包括機(jī)座和固定在所述機(jī)座上的主機(jī)，所述主機(jī)包括主軸系統(tǒng)、脹套式彈性?shī)A頭組件、加載組件和升降臺(tái)，所述脹套式彈性?shī)A頭組件安裝在所述主軸系統(tǒng)的主軸一端；所述加載組件固定在所述脹套式彈性?shī)A頭組件正下方，并與所述軸承接觸；所述升降臺(tái)設(shè)置在所述機(jī)座一側(cè)，在裝載軸承時(shí)，帶動(dòng)所述軸承向上移動(dòng)，并將所述軸承裝載到所述脹套式彈性?shī)A頭組件上。所述主軸系統(tǒng)包括第一伺服電機(jī)、兩個(gè)同步帶輪、同步帶、旋轉(zhuǎn)油缸、主軸、拉桿、測(cè)速音輪，所述旋轉(zhuǎn)油缸安裝在所述主軸尾端，所述主軸前端安裝有所述脹套式彈性?shī)A頭組件；所述拉桿一端與所述旋轉(zhuǎn)油缸的活塞桿固定連接，另一端通過(guò)主軸的內(nèi)孔與所述脹套式彈性?shī)A頭組件連接；所述第一同步帶輪固定在所述第一伺服電機(jī)的軸上，所述第一同步帶輪通過(guò)所述同步帶驅(qū)動(dòng)固定在所述主軸上的第二同步帶輪，所述第二同步帶輪帶動(dòng)所述主軸轉(zhuǎn)動(dòng)；所述測(cè)速音輪安裝在所述主軸上，`所述機(jī)座后壁上固定有轉(zhuǎn)速傳感器，所述轉(zhuǎn)速傳感器的敏感部位與所述測(cè)速音輪測(cè)速齒的間隙為0.5 1.5mm。所述加載組件包括加載油缸、導(dǎo)向支座和信號(hào)采集加載座,所述信號(hào)采集加載座包括連接座、軸承座，所述連接座兩端各固定有一根能沿著所述導(dǎo)向支座上下移動(dòng)的導(dǎo)向桿；所述連接座下端通過(guò)銷軸與所述加載油缸的活塞桿連接，所述導(dǎo)向支座固定在所述連接座下方，所述軸承座固定在所述連接座上，所述軸承座上端與所述軸承接觸，所述軸承座兩側(cè)固定有傳感器。所述機(jī)座上固定有第二伺服電機(jī)，所述第二伺服電機(jī)通過(guò)滾珠絲桿驅(qū)動(dòng)所述升降臺(tái)沿所述機(jī)座側(cè)壁上的線性導(dǎo)軌上下移動(dòng)；所述升降臺(tái)臺(tái)面上設(shè)置有手動(dòng)進(jìn)給托板，所述手動(dòng)進(jìn)給托板上設(shè)有平行于所述主軸的V形槽，所述手動(dòng)進(jìn)給托板通過(guò)傳動(dòng)裝置與所述升降臺(tái)側(cè)面的手動(dòng)搖桿連接。所述測(cè)速音輪帶有200個(gè)均勻分布的測(cè)速齒。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所具有的有益效果為:1)檢測(cè)的準(zhǔn)確率高，準(zhǔn)確率^ 90% ；2)能檢測(cè)的滾動(dòng)軸承規(guī)格范圍寬，范圍為:軸承內(nèi)徑:Φ80πιπι ^ Dn ^ Φ 180mm，軸承外徑:Φ 190mm = Dw = Φ 340mm,軸承寬度:40mm = B = 110mm。該檢測(cè)機(jī)能自動(dòng)完成軸承的快速裝夾、旋轉(zhuǎn)、模擬加載等操作，并實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)上傳到計(jì)算機(jī)中，通過(guò)計(jì)算機(jī)中以廣義共振/共振解調(diào)技術(shù)為核心的自動(dòng)控制檢測(cè)診斷系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)軸承的自動(dòng)診斷，可發(fā)現(xiàn)軸承的內(nèi)環(huán)、外環(huán)、滾子的滾動(dòng)工作面和保持架、滾子端面和檔邊等滑動(dòng)面的故障及內(nèi)含雜質(zhì)，并對(duì)故障進(jìn)行定性與定量診斷。


圖1為本發(fā)明一實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意 圖2為本發(fā)明一實(shí)施例主軸系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意 圖3為本發(fā)明一實(shí)施例加載組件及升降臺(tái)結(jié)構(gòu)示意 圖4為本發(fā)明一實(shí)施例信號(hào)采集加載座結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式如圖1所示,本發(fā)明一實(shí)施例包括自動(dòng)控制檢測(cè)診斷系統(tǒng)II1、液壓站I1、機(jī)座I和固定在所述機(jī)座I上的主機(jī)I，所述主機(jī)I將故障檢測(cè)信號(hào)傳輸?shù)剿鲎詣?dòng)控制檢測(cè)診斷系統(tǒng)III，所述自動(dòng)控制檢測(cè)診斷系統(tǒng)III與所述液壓站II連接，所述主機(jī)包括主軸系統(tǒng)
2、脹套式彈性?shī)A頭組件3、加載組件4和升降臺(tái)5，所述脹套式彈性?shī)A頭組件2安裝在所述主軸系統(tǒng)2的主軸25 —端；所述加載組件4固定在所述脹套式彈性?shī)A頭組件3正下方，并與所述軸承接觸；所述升降臺(tái)5設(shè)置在所述機(jī)座I 一側(cè)，在裝載軸承時(shí)，帶動(dòng)所述軸承向上移動(dòng)，并將所述軸承裝載到所述脹套式彈性?shī)A頭組件2上。如圖2所示，主軸系統(tǒng)2包括伺服電機(jī)21、同步帶輪22、同步帶23、旋轉(zhuǎn)油缸24、主軸25、拉桿26、測(cè)速音輪27 ;脹套式彈性?shī)A頭組件3安裝在主軸25前端，旋轉(zhuǎn)油缸24安裝在主軸25的尾端，拉桿26 —端固定在旋轉(zhuǎn)油缸24的活塞桿上，另一端通過(guò)主軸25的內(nèi)孔連接到脹套式彈性?shī)A頭組件3，實(shí)現(xiàn)脹套式彈性?shī)A頭組件3與旋轉(zhuǎn)油缸24的組合，對(duì)軸承進(jìn)行快速裝卸、定位、鎖緊；各規(guī)格型號(hào)的滾動(dòng)軸承，根據(jù)具體軸承的內(nèi)徑，配置對(duì)應(yīng)規(guī)格的脹套式彈性?shī)A頭組件3，檢測(cè)前更換。為了避免主軸在軸承滾動(dòng)體越過(guò)故障點(diǎn)時(shí)因?yàn)樽枇ν蝗辉龃蠖l(fā)生轉(zhuǎn)速瞬時(shí)下降、打滑、放讓現(xiàn)象及其導(dǎo)致的故障診斷錯(cuò)誤和避免齒輪傳動(dòng)所導(dǎo)致的嚙合振動(dòng)或沖擊對(duì)檢測(cè)的干擾，所述伺服電機(jī)21通過(guò)其軸上的同步帶輪22和近似剛性的同步帶23傳動(dòng)緊固在主軸25軸上的同步帶輪22實(shí)現(xiàn)對(duì)主軸25的驅(qū)動(dòng)；在主軸25中部配置帶有200個(gè)均布測(cè)速齒的測(cè)速音輪27，轉(zhuǎn)速傳感器安裝在機(jī)座I后壁上，其敏感部位距離音輪27的測(cè)速齒的間隙為O. 5 1. 5mm,實(shí)時(shí)采集主軸實(shí)際轉(zhuǎn)速脈沖，傳輸?shù)阶詣?dòng)控制檢測(cè)診斷系統(tǒng)III，進(jìn)一步識(shí)別主軸轉(zhuǎn)速變化、抖動(dòng)和實(shí)現(xiàn)對(duì)被檢測(cè)軸承信號(hào)的轉(zhuǎn)速跟蹤采樣。在脹套式彈性?shī)A頭組件3的正下方設(shè)有專用的加載組件4 ;如圖3所示，所述加載組件4由加載油缸41、導(dǎo)向支座42和信號(hào)采集加載座43組成；加載油缸41依托導(dǎo)向支座42導(dǎo)向，保證油缸垂直主軸軸線升降和消除被檢測(cè)軸承的外環(huán)、滾子、內(nèi)環(huán)的間隙和油脂以利檢測(cè)，將信號(hào)采集加載座43上推到接觸被檢測(cè)軸承的外環(huán)，并在檢測(cè)中對(duì)軸承加載。如圖3和圖4所示，信號(hào)采集加載座43含有連接座44、軸承座45、導(dǎo)向桿46 ;連接座44下面兩頭安裝2根導(dǎo)向桿46，導(dǎo)向桿46沿導(dǎo)向支座42上下運(yùn)動(dòng)；連接座44下面正中用銷軸與加載油缸41的活塞桿連接；軸承座45根據(jù)軸承外環(huán)直徑專門(mén)定制，下面制作有定位凸臺(tái)；為了實(shí)現(xiàn)軸承座45與連接座44快速定位，螺紋鎖緊，方便拆卸及更換不同規(guī)格的軸承座45，將連接座44正上面制作有貫通的定位導(dǎo)槽和一個(gè)螺紋孔；軸承座45根據(jù)被檢測(cè)軸承外徑設(shè)計(jì)按120°分布的2個(gè)弧面，在加載時(shí)2個(gè)弧面同時(shí)與軸承外環(huán)貼合，每處接觸弧面8長(zhǎng)不小于45°弧，曲率與外環(huán)外圓相同，接觸面光潔度達(dá)1. 6以上，著色檢查其與外環(huán)接觸面積達(dá)到75%以上，而在按120°分布的2個(gè)弧面正中心的背面，沿軸承徑向方向各制作有M12螺紋孔及內(nèi)錐孔，用于安裝信號(hào)采集的傳感器，構(gòu)成2個(gè)傳感器按120°分布同時(shí)檢測(cè)；為保證沖擊振動(dòng)信號(hào)傳遞的有效性，提高鋼結(jié)構(gòu)致密性，減少信號(hào)衰減，軸承座45坯料采用鍛造工藝；為了實(shí)現(xiàn)檢測(cè)不同外徑規(guī)格的滾動(dòng)軸承，需根據(jù)具體待檢測(cè)軸承的外徑，配置軸承座45，并在檢測(cè)前對(duì)應(yīng)更換。利用伺服電機(jī)21能提供低轉(zhuǎn)速狀態(tài)(約lOr/min)的特點(diǎn)，在所述加載油缸41下降的無(wú)載荷狀態(tài)時(shí)帶動(dòng)軸承連同外環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)120度再加載檢測(cè)，進(jìn)行三次120度的轉(zhuǎn)動(dòng)、加載、采樣檢測(cè)，可以實(shí)現(xiàn)整個(gè)外環(huán)360度的多方位采樣。升降臺(tái)5將不同規(guī)格的軸承升降到所需的高度；升降臺(tái)5采用懸臂臺(tái)面結(jié)構(gòu)，位于機(jī)座I的右邊，通過(guò)固定在機(jī)座I上的伺服電機(jī)52經(jīng)滾珠絲杠51驅(qū)動(dòng)，沿安裝在機(jī)座I的右邊側(cè)壁上的線性導(dǎo)軌53上下運(yùn)動(dòng)；升降臺(tái)5高度位置由計(jì)算機(jī)中自動(dòng)控制檢測(cè)診斷系統(tǒng)
III檢測(cè)、控制、調(diào)整，由計(jì)算機(jī)顯示高度值，為了方便計(jì)數(shù)和確認(rèn)高度值，自動(dòng)重復(fù)定位和記憶高度位置實(shí)現(xiàn)快速裝卸軸承，升降臺(tái)設(shè)置上、下限位開(kāi)關(guān)以及零位開(kāi)關(guān)。升降臺(tái)5臺(tái)面上配置手動(dòng)進(jìn)給托板54，手動(dòng)進(jìn)給托板54上設(shè)置平行于主軸的V型槽，手動(dòng)進(jìn)給托板54通過(guò)傳動(dòng)齒輪與升降臺(tái)5側(cè)面的手動(dòng)搖桿連接，正向搖動(dòng)搖桿則推進(jìn)托板54，把軸承裝到脹套式彈性?shī)A頭組件3上，反向搖動(dòng)搖桿則退回托板54。升降臺(tái)5組件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使各規(guī)格外徑的軸承，通過(guò)升降臺(tái)5高度調(diào)整，將軸承升到對(duì)應(yīng)的脹套式彈性?shī)A頭組件3前，由手動(dòng)進(jìn)給托板54輕松推入安裝，實(shí)現(xiàn)快速裝卸，拓寬了檢測(cè)軸承尺寸范圍。為了提高滾動(dòng)軸承故障檢測(cè)機(jī)其檢測(cè)的準(zhǔn)確率，采用如下方法提高主軸的剛度和運(yùn)轉(zhuǎn)精度；使用近似剛性的同步帶23傳動(dòng)來(lái)驅(qū)動(dòng)主軸；使用主軸的實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)速對(duì)被檢測(cè)的軸承跟蹤采樣；使用脹套式彈性?shī)A頭組件3來(lái)定位裝夾；使用模擬加載消除被檢測(cè)軸承的外環(huán)、滾子、內(nèi)環(huán)的間隙和油脂；使用專用的信號(hào)采集加載座43和2只傳感器同時(shí)檢測(cè)技術(shù)，保證沖擊振動(dòng)信號(hào)傳遞的有效性；使用外環(huán)多方位采樣方法；使用以廣義共振/共振解調(diào)技術(shù)為核心的自動(dòng)控制檢測(cè)診斷系統(tǒng)。其中
提高主軸的剛度和運(yùn)轉(zhuǎn)精度通過(guò)如下措施來(lái)實(shí)現(xiàn)，機(jī)座I為整體式鑄造結(jié)構(gòu)，其上部分右半部為主軸箱，安裝主軸系統(tǒng)2。主軸系統(tǒng)2采用空心臺(tái)階軸結(jié)構(gòu)，主軸內(nèi)孔直徑dn =39mm,當(dāng)量直徑=88. 36mm ;主軸前端與機(jī)座I的主軸箱采用P4級(jí)雙列圓柱滾子軸承，內(nèi)孔為錐面,型號(hào)為NN3018K/P4，主要承受徑向載荷；主軸后端與機(jī)座I的主軸箱采用兩個(gè)P4級(jí)的單列角接觸球軸承背靠背組合，型號(hào)為7015AC/DB/P4 ;上述配置保證主軸在4500N工作載荷狀態(tài)下，徑向跳動(dòng)蘭O. 02mm，徑向位移蘭0.05mm。經(jīng)核算，主軸的剛度完全滿足要求，主軸在使用中也完全能達(dá)到各項(xiàng)精度要求。主軸前端與脹套式彈性?shī)A頭組件3使用莫氏錐度定位、銷軸傳動(dòng)、螺紋連接。使用近似剛性的同步帶23傳動(dòng)來(lái)驅(qū)動(dòng)主軸通過(guò)如下措施來(lái)實(shí)現(xiàn)，主軸的傳動(dòng)采用同步帶輪22，傳動(dòng)比1: 2，同步帶23在滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)動(dòng)態(tài)節(jié)距差含O. 03mm,及時(shí)將伺服電機(jī)21的動(dòng)力傳遞給主軸系統(tǒng)2，使主軸在近似剛性傳動(dòng)的條件下平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)，避免主軸在軸承滾動(dòng)體越過(guò)故障點(diǎn)時(shí)因?yàn)樽枇ν蝗辉龃蠖l(fā)生轉(zhuǎn)速瞬時(shí)下降等打滑、放讓現(xiàn)象及其導(dǎo)致的故障診斷錯(cuò)誤。也避免了齒輪傳動(dòng)所導(dǎo)致的嚙合振動(dòng)或沖擊對(duì)檢測(cè)的干擾。
使用主軸的實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)速對(duì)被檢測(cè)的軸承跟蹤采樣通過(guò)如下措施來(lái)實(shí)現(xiàn)，主軸中部配置測(cè)速音輪27，測(cè)速音輪27為200個(gè)齒均布的齒輪，轉(zhuǎn)速傳感器安裝在機(jī)座I后壁上，敏感部位距離音輪測(cè)速齒的間隙為O. 5 1. 5mm，實(shí)時(shí)采集主軸實(shí)際轉(zhuǎn)速，提供給檢測(cè)診斷專家系統(tǒng)使用，進(jìn)一步識(shí)別主軸轉(zhuǎn)速變化、抖動(dòng)，并借助“變速機(jī)械故障診斷的轉(zhuǎn)速跟蹤采樣及譜號(hào)固化分析方法”克服萬(wàn)一轉(zhuǎn)速抖動(dòng)所導(dǎo)致的錯(cuò)誤診斷。使用脹套式彈性?shī)A頭組件3來(lái)定位裝夾通過(guò)如下措施來(lái)實(shí)現(xiàn)，脹套式彈性?shī)A頭組件3安裝在主軸前端，在旋轉(zhuǎn)油缸24活塞桿拉/推作用力下，錐體相向移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)軸承內(nèi)環(huán)快速脹緊/松開(kāi)，完成定位、裝夾，并要求脹緊軸承內(nèi)環(huán)后跳動(dòng)=O. 03mm。使用模擬加載消除被檢測(cè)軸承的外環(huán)、滾子、內(nèi)環(huán)的間隙和油脂通過(guò)如下措施來(lái)實(shí)現(xiàn)，在位于機(jī)座I的右邊側(cè)壁與升降臺(tái)5之間、脹套式彈性?shī)A頭組件3的正下方設(shè)計(jì)專用的加載組件4 ;包括加載油缸41、導(dǎo)向支座42和信號(hào)采集加載座43 ;加載油缸41工作加載力為4500N±200N，安裝在主軸箱體側(cè)面位置，脹套式彈性?shī)A頭組件3正下方，設(shè)置導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，保證油缸升降垂直主軸軸線，對(duì)被檢測(cè)軸承的外環(huán)在檢測(cè)中進(jìn)行加載，消除被檢測(cè)軸承的外環(huán)、滾子、內(nèi)環(huán)的間隙和油脂。使用專用的信號(hào)采集加載座43和2只傳感器同時(shí)檢測(cè)技術(shù)，保證沖擊振動(dòng)信號(hào)傳遞的有效性，通過(guò)如下措施來(lái)實(shí)現(xiàn)，信號(hào)采集加載座43含有連接座44、軸承座45、導(dǎo)向桿46。軸承座45用于安裝復(fù)合傳感器，實(shí)現(xiàn)軸承沖擊故障信號(hào)的采集；為保證沖擊振動(dòng)信號(hào)傳遞的有效性，軸承座45坯料采用鍛造工藝，提高鋼結(jié)構(gòu)致密性，減少信號(hào)衰減；軸承座45結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為有2處，按120°分布的弧面與軸承外環(huán)貼合。每處接觸弧面長(zhǎng)不小于45°弧，曲率與外環(huán)外圓相同，接觸面光潔度達(dá)1. 6以上(精鏜加工)，著色檢查其與外環(huán)接觸面積達(dá)到75%以上；而在兩處(120°分布)接觸弧面正中心的背面，沿軸承徑向方向各制作有M12螺紋孔及內(nèi)錐孔，用于安裝信號(hào)采集的傳感器；使用2只傳感器按120°分布安裝在軸承座45，同步采集信號(hào)。使用外環(huán)多方位采樣方法，通過(guò)如下措施來(lái)實(shí)現(xiàn)，由計(jì)算機(jī)控制，利用伺服電機(jī)21能提供低轉(zhuǎn)速狀態(tài)(約10r/min)的特點(diǎn),在所述加載油缸41下降的無(wú)載荷狀態(tài)時(shí)帶動(dòng)軸承連同外環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)120度再加載檢測(cè)，進(jìn)行三次120度的轉(zhuǎn)動(dòng)、加載、采樣檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)整個(gè)外環(huán)360度的多方位米樣。使用“廣義共振/共振解調(diào)技術(shù)”為核心的自動(dòng)控制檢測(cè)診斷系統(tǒng)III，通過(guò)如下措施來(lái)實(shí)現(xiàn)，在繼承原有“鐵路車(chē)輛輪對(duì)滾動(dòng)軸承故障檢測(cè)機(jī)(專利號(hào)97238572. X)”技術(shù)的基礎(chǔ)上，對(duì)自動(dòng)控制檢測(cè)診斷系統(tǒng)III進(jìn)行開(kāi)發(fā)完善。自動(dòng)控制檢測(cè)診斷系統(tǒng)III全部安裝在一個(gè)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)上架式機(jī)柜內(nèi)，與檢測(cè)機(jī)主體之間通過(guò)控制電纜、IO線、信號(hào)線纜等電氣線路相連接；由電氣控制系統(tǒng)和控制檢測(cè)診斷軟件組成；電氣控制系統(tǒng)由工業(yè)控制計(jì)算機(jī)、檢測(cè)儀、IO接口板、伺服控制系統(tǒng)、液壓電磁閥、傳感器系統(tǒng)、電源系統(tǒng)等組成。控制內(nèi)容簡(jiǎn)要描述有總電源上電、液壓站主泵起?？刂?、主軸運(yùn)轉(zhuǎn)控制、內(nèi)環(huán)脹緊彈性?shī)A頭脹緊操作、徑向加載與軸向加載操作、升降平臺(tái)控制等；控制檢測(cè)診斷軟件按照檢測(cè)機(jī)工作運(yùn)轉(zhuǎn)流程圖控制各個(gè)動(dòng)作，界面簡(jiǎn)潔，操作簡(jiǎn)單，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)采樣、診斷功能。檢測(cè)一套軸承的平均時(shí)間約為2 3分鐘。通過(guò)人機(jī)界面設(shè)計(jì)，軸承檢測(cè)僅需一人即可操作，簡(jiǎn)單、可靠，極大地提高了工作效率。為了使檢測(cè)的滾動(dòng)軸承規(guī)格范圍寬，范圍達(dá)到軸承內(nèi)徑C>80mm 蘭 Dn 蘭 Φ 180mm,軸承外徑:Φ 190mm 蘭 Dw 蘭 Φ 340mm,軸承寬度:40mm 蘭 B 蘭 110mm。采用如下方法:按照不同規(guī)格的滾動(dòng)軸承，根據(jù)其具體的軸承外徑、軸承內(nèi)徑、軸承寬度的尺寸值，配置各規(guī)格的軸承座45和各規(guī)格的脹套式彈性?shī)A頭組件3，在檢測(cè)前對(duì)應(yīng)更換，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)該規(guī)格軸承的定位裝夾、信號(hào)采集。同時(shí)使用專用的升降臺(tái)5，將各規(guī)格的軸承升降到所需的高度。其中:
使用專用的升降臺(tái)5將各規(guī)格的軸承升降到所需的高度，通過(guò)如下措施來(lái)實(shí)現(xiàn):升降臺(tái)5采用懸臂臺(tái)面結(jié)構(gòu)，位于機(jī)座I的右邊，通過(guò)伺服電機(jī)52經(jīng)滾珠絲杠51驅(qū)動(dòng)，沿安裝在機(jī)座I的右邊側(cè)壁上的線性導(dǎo)軌53上下運(yùn)動(dòng)；線性導(dǎo)軌53用螺紋固定在機(jī)座I右邊側(cè)壁兩旁，滾珠絲杠螺母副51及其伺服電機(jī)52安裝在機(jī)座I的背面靠右邊，滾珠絲杠51與升降臺(tái)5用螺母副連接，驅(qū)動(dòng)升降臺(tái)5實(shí)現(xiàn)升降。升降臺(tái)5高度位置由計(jì)算機(jī)中自動(dòng)控制檢測(cè)診斷系統(tǒng)III控制、調(diào)整，由計(jì)算機(jī)顯示高度值。通過(guò)軟件設(shè)計(jì)，升降平臺(tái)具有自動(dòng)重復(fù)定位和高度位置記憶功能，實(shí)現(xiàn)快速裝卸。升降臺(tái)5臺(tái)面上配置手動(dòng)進(jìn)給托板54，并設(shè)置V型槽(平行于主軸)。正向手搖動(dòng)則推進(jìn)托板54，方便軸承裝到脹套式彈性?shī)A頭組件3上。反向手搖動(dòng)則退回托板54。升降臺(tái)5組件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使不同外徑的軸承，通過(guò)升降臺(tái)5高度調(diào)整，將軸承升到對(duì)應(yīng)的脹套式彈性?shī)A頭組件3前，由手動(dòng)進(jìn)給托板54輕松推入安裝，從而拓寬了檢測(cè)軸承尺寸范圍；基本涵蓋了目前國(guó)內(nèi)機(jī)車(chē)上的大部分軸承。為了實(shí)現(xiàn)軸承裝卸方便，提高設(shè)備自動(dòng)化程度，并操作簡(jiǎn)單。采用如下方法:擴(kuò)展自動(dòng)控制檢測(cè)診斷系統(tǒng)III的功能，在其控制下，使用脹套式彈性?shī)A頭組件3與旋轉(zhuǎn)油缸24配套組合、伺服電機(jī)52與升降臺(tái)5配套組合。其中:脹套式彈性?shī)A頭組件3與旋轉(zhuǎn)油缸24組合:它們都安裝在主軸系統(tǒng)2中，旋轉(zhuǎn)油缸24安裝在主軸的尾端，脹套式彈性?shī)A頭組件3安裝在主軸前端，拉桿26 —端固定在油缸活塞桿上，另一端通過(guò)主軸內(nèi)孔連接到脹套式彈性?shī)A頭組件3，形成一個(gè)快速定位、裝卸軸承的配套組合。伺服電機(jī)52與升降臺(tái)5配套組合見(jiàn)前面段落描述。這兩個(gè)組合實(shí)現(xiàn)了被檢測(cè)軸承搬運(yùn)、裝卸方便。
權(quán)利要求
1.一種滾動(dòng)軸承故障檢測(cè)裝置，包括機(jī)座(I)和固定在所述機(jī)座(I)上的主機(jī)(I)，其特征在于，所述主機(jī)(I)包括主軸系統(tǒng)(2)、脹套式彈性?shī)A頭組件(3)、加載組件(4)和升降臺(tái)(5)，所述脹套式彈性?shī)A頭組件(3)安裝在所述主軸系統(tǒng)(2)的主軸(25)—端；所述加載組件(4)固定在所述脹套式彈性?shī)A頭組件(3)正下方，并與待測(cè)軸承接觸；所述升降臺(tái)(5)設(shè)置在所述機(jī)座(I) 一側(cè)，在裝載所述軸承時(shí)，帶動(dòng)所述軸承向上移動(dòng)，并將所述軸承裝載到所述脹套式彈性?shī)A頭組件(3)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的滾動(dòng)軸承故障檢測(cè)裝置，其特征在于，所述主軸系統(tǒng)包括第一伺服電機(jī)(21)、兩個(gè)同步帶輪(22)、同步帶(23)、旋轉(zhuǎn)油缸(24)、主軸(25)、拉桿(26)、測(cè)速音輪(27 )，所述旋轉(zhuǎn)油缸(24)安裝在所述主軸(25 )尾端，所述主軸(25 )前端安裝有所述脹套式彈性?shī)A頭組件(3);所述拉桿(26) —端與所述旋轉(zhuǎn)油缸(24)的活塞桿固定連接，另一端通過(guò)主軸(25 )的內(nèi)孔與所述脹套式彈性?shī)A頭組件(3 )連接；所述第一同步帶輪(22 )固定在所述第一伺服電機(jī)(21)的軸上，所述第一同步帶輪(22)通過(guò)所述同步帶(23)驅(qū)動(dòng)固定在所述主軸(25)上的第二同步帶輪(22)，所述第二同步帶輪(22)帶動(dòng)所述主軸(25)轉(zhuǎn)動(dòng)；所述測(cè)速音輪(27)安裝在所述主軸(25)上，所述機(jī)座(I)后壁上固定有轉(zhuǎn)速傳感器(6)，所述轉(zhuǎn)速傳感器(6)的敏感部位與所述測(cè)速音輪(27)測(cè)速齒的間隙為0.5 1.5mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的滾動(dòng)軸承故障檢測(cè)裝置，其特征在于，所述加載組件(4)包括加載油缸(41)、導(dǎo)向支座(42)和信號(hào)采集加載座(43)，所述信號(hào)采集加載座(43)包括連接座(44 )、軸承座(45 )，所述連接座(44 )兩端各固定有一根能沿著所述導(dǎo)向支座(42 )上下移動(dòng)的導(dǎo)向桿(46);所述連接座(44)下端通過(guò)銷軸與所述加載油缸(41)的活塞桿連接，所述導(dǎo)向支座(42)固定在所述連接座(44)下方，所述軸承座(45)固定在所述連接座(44)上，所述軸承座(45)上端與所述軸承接觸，所述軸承座兩側(cè)固定有傳感器(7)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的滾動(dòng)軸承故障檢測(cè)裝置，其特征在于，所述機(jī)座(I)上固定有第二伺服電機(jī)(52)，所述第二伺服 電機(jī)(52)通過(guò)滾珠絲桿(51)驅(qū)動(dòng)所述升降臺(tái)(5)沿所述機(jī)座(I)側(cè)壁上的線性導(dǎo)軌(53)上下移動(dòng)；所述升降臺(tái)(5)臺(tái)面上設(shè)置有手動(dòng)進(jìn)給托板(54 )，所述手動(dòng)進(jìn)給托板(54 )上設(shè)有平行于所述主軸(25 )的V形槽，所述手動(dòng)進(jìn)給托板(54)通過(guò)傳動(dòng)裝置與所述升降臺(tái)(5)側(cè)面的手動(dòng)搖桿連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的滾動(dòng)軸承故障檢測(cè)裝置，其特征在于，所述測(cè)速音輪帶有200個(gè)均勻分布的測(cè)速齒。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的滾動(dòng)軸承故障檢測(cè)裝置，其特征在于，所述主軸(25)的內(nèi)孔直徑為39mm。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種滾動(dòng)軸承故障檢測(cè)裝置，包括機(jī)座和固定在所述機(jī)座上的主機(jī)，所述主機(jī)包括主軸系統(tǒng)、脹套式彈性?shī)A頭組件、加載組件和升降臺(tái)，所述脹套式彈性?shī)A頭組件安裝在所述主軸系統(tǒng)的主軸一端；所述加載組件固定在所述脹套式彈性?shī)A頭組件正下方，并與所述軸承接觸；所述升降臺(tái)設(shè)置在所述機(jī)座一側(cè)，在裝載軸承時(shí)，帶動(dòng)所述軸承向上移動(dòng)，并將所述軸承裝載到所述脹套式彈性?shī)A頭組件上。本發(fā)明的裝置能提高檢測(cè)的準(zhǔn)確率、增大檢測(cè)的滾動(dòng)軸承規(guī)格范圍，實(shí)現(xiàn)軸承的自動(dòng)診斷。
文檔編號(hào)G01M13/04GK103076173SQ201210557758
公開(kāi)日2013年5月1日 申請(qǐng)日期2012年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月20日
發(fā)明者唐德堯, 李小勇, 湛金輝, 廖衛(wèi)兵, 謝紅南 申請(qǐng)人:唐德堯