專利名稱：一種便攜式滾動軸承故障診斷器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及軸承檢測診斷裝置，具體是一種便攜式滾動軸承故障診斷器。
背景技術(shù)：
目前對滾動軸承進(jìn)行診斷的方法主要有聽棒和電子聽診器測量法、聲發(fā)射(AE)診斷法、溫度監(jiān)測診斷法和游隙監(jiān)測診斷法等。其中較傳統(tǒng)的方法是采用聽棒和電子聽診器測量法來測試滾動軸承，這種方法簡單易行，可以檢查、判斷軸承的疲勞損傷，有經(jīng)驗(yàn)的人員能夠診斷出剛剛發(fā)生的疲勞剝落，甚至也可以診斷出損傷的位置，但是該方法要求診斷人員必須積累大量的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，而且對環(huán)境噪聲的要求也較高，影響因素較多，可靠性比較差。另一類方法是聲發(fā)射(AE)診斷，滾動軸承故障的發(fā)生與發(fā)展，都伴隨著聲發(fā)射信號的產(chǎn)生，采用聲發(fā)射技術(shù)進(jìn)行診斷可以獲取非常明顯的特征頻率，由于軸承微裂紋擴(kuò)展需要經(jīng)過一個長期、緩慢的過程，聲發(fā)射法能早期預(yù)報和診斷故障。由于聲發(fā)射診斷方法能有效地識別滾動軸承的故障信息，近年來在生產(chǎn)中有了一定發(fā)展，但它的致命缺點(diǎn)是需要昂貴的專用設(shè)備和專業(yè)人員，因而，在生產(chǎn)應(yīng)用中受到了很大的限制。在使用時滾動軸承如果產(chǎn)生了某種損傷，其溫度就會發(fā)生變化，因此可通過監(jiān)測軸承溫度來診斷軸承故障。該方法應(yīng)用得很早，同時由于這種方法簡便實(shí)用，確實(shí)在滾動軸承的巡檢中起到了一定的作用，但這種方法的致命缺點(diǎn)是當(dāng)溫度有明顯的變化時，故障一般都達(dá)到了相當(dāng)嚴(yán)重的程度，因此無法發(fā)現(xiàn)早期故障，而且誤差一般較大。游隙監(jiān)測也是滾動軸承故障診斷的一種方法。滾動軸承的內(nèi)圈和外圈中，即使固定了其中的一個，但由于其內(nèi)部有間隙，未固定的軸承套圈仍可向一側(cè)移動，該移動量就是軸承間隙，又稱游隙。若軸承套圈或滾動體磨損，則軸承間隙會增大，與原始間隙值相比較，即可知道磨損量。間隙測定法對軸承磨損、電蝕的診斷比較有效，但由于其測量不直接，影響因素較多，并且當(dāng)間隙較大時，軸承的故障一般都已經(jīng)達(dá)到了相當(dāng)嚴(yán)重的程度，也就是說這種方法無法發(fā)現(xiàn)早期故障。以上的方法和設(shè)備均存在不同程度的缺陷，如設(shè)備體積大、成本高、信號分析方法比較落后，無法實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)性，特別是無法在早期準(zhǔn)確地檢測出現(xiàn)有設(shè)備中軸承的損壞，而使軸承遭到破壞造成設(shè)備的損傷。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的，就是為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，而設(shè)計了一種便攜式滾動軸承故障診斷器。本實(shí)用新型的技術(shù)方案為:一種便攜式滾動軸承故障診斷器，包括硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)，所述硬件系統(tǒng)包括設(shè)置在軸承基座上的加速度傳感器，加速度傳感器連接信號調(diào)理器和數(shù)據(jù)采集卡，數(shù)據(jù)采集卡通過數(shù)據(jù)線纜與電腦連接；所述軟件系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集模塊，軸承參數(shù)模塊，信號處理模塊。[0010]所述加速度傳感器采用壓電式加速度傳感器；信號調(diào)理使用電荷放大器；電腦采用便攜式筆記本電腦。所述信號處理模塊需應(yīng)用Hilbert-Huang變換方法進(jìn)行分析。本實(shí)用新型的有益效果可通過上述方案得出:由于采用加速度傳感器收集信號并通過信號調(diào)理器和數(shù)據(jù)采集卡的處理，然后連接電腦進(jìn)行分析，改進(jìn)了信號分析方法，并結(jié)合虛擬儀器開發(fā)工具LabVlEW 8.6，獲得操作攜帶方便、分析精度高的滾動軸承診斷系統(tǒng)。本實(shí)用新型優(yōu)點(diǎn)還有檢測設(shè)備體積小，制造成本低，操作方便，同時可實(shí)現(xiàn)較高精度的診斷。由此可見，本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和進(jìn)步，其實(shí)施的有益效果也是顯而易見的。


:圖1為本實(shí)用新型的機(jī)構(gòu)組成示意圖；圖2為信號分析原理圖。其中，I為待檢測的旋轉(zhuǎn)機(jī)械裝置，2為加速度傳感器，3為軸承基座，4為電荷放大器，5為數(shù)據(jù)采集卡，6為筆記本電腦。
具體實(shí)施方式
:為了更好地理解本實(shí)用新型，
以下結(jié)合附圖來詳細(xì)解釋本實(shí)用新型的實(shí)施方式。
具體實(shí)施方式
:如圖1所示，一種便攜式滾動軸承故障診斷器，包括硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)，所述硬件系統(tǒng)包括設(shè)置在軸承基座3上的加速度傳感器2，加速度傳感器2連接信號調(diào)理器和數(shù)據(jù)采集卡5，數(shù)據(jù)采集卡5通過數(shù)據(jù)線纜與筆記本電腦6連接。加速度傳感器2采用ULT2405壓電式加速度傳感器，頻率響應(yīng)范圍是0.2_4kHz，諧振頻率為12kHz。信號調(diào)理器使用LC0602電荷放大器4。數(shù)據(jù)采集卡5選用NI PC1-6221采集信號并進(jìn)行轉(zhuǎn)換，分辨率為16bits，采樣速率最高250kS/s，輸入電壓范圍最大為-10 10V。設(shè)置所述軟件系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集模塊，軸承參數(shù)模塊，信號處理模塊。軟件系統(tǒng)以虛擬儀器開發(fā)工具LabVlEW 8.6為載體，通過各個模塊的數(shù)據(jù)連接，完成相應(yīng)的功能，有數(shù)據(jù)采集、信號處理、軸承參數(shù)和波形顯示，信號處理模塊需應(yīng)用Hilbert-Huang變換(HHT)方法進(jìn)行分析，信號分析原理如圖2所示。其中，數(shù)據(jù)采集模塊主要實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)采集卡的控制，包括設(shè)置信號采集通道、采樣點(diǎn)數(shù)等，通過正確配置后，完成振動信號的采集和轉(zhuǎn)換任務(wù)。軸承參數(shù)模塊主要通過不同滾動軸承的結(jié)構(gòu)參數(shù)，結(jié)合旋轉(zhuǎn)速度來計算各部件的故障頻率，作為信號分析的依據(jù)。信號處理模塊主要是基于改進(jìn)的HHT方法的分析，可以對采集到的信號進(jìn)行EMD分解，也可以得到HHT譜，還可以計算軸承的特征向量進(jìn)行智能診斷。具體工作過程:首先將ULT2405壓電式加速度傳感器安置在軸承基座的軸向和徑向位置；然后通過NI PC1-6221數(shù)據(jù)采集卡采集到預(yù)處理信號并進(jìn)行轉(zhuǎn)換；使用改進(jìn)的HHT分析方法對采集到的信號數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，通過選擇合適的模態(tài)函數(shù)(imf)分量進(jìn)行包絡(luò)譜分析，并提取特征分量。分析結(jié)果顯示在波形顯示模塊中。上述說明并非是對本實(shí)用新型的限制，本實(shí)用新型也并不僅限于上述舉例，本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)范圍內(nèi)所做出的變化、改型、添加或替換，也應(yīng)屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種便攜式滾動軸承故障診斷器，包括硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)，其特征在于:所述硬件系統(tǒng)包括設(shè)置在軸承基座上的加速度傳感器，加速度傳感器連接信號調(diào)理器和數(shù)據(jù)采集卡，數(shù)據(jù)采集卡通過數(shù)據(jù)線纜與電腦連接。
2.如權(quán)利要求1所述的便攜式滾動軸承故障診斷器，其特征在于:所述加速度傳感器采用壓電式加速度傳感器；信號調(diào)理使用電荷放大器；電腦采用便攜式筆記本電腦。
專利摘要本實(shí)用新型涉及軸承檢測診斷裝置，具體是一種便攜式滾動軸承故障診斷器，包括硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)，所述硬件系統(tǒng)包括設(shè)置在軸承基座上的加速度傳感器，加速度傳感器連接信號調(diào)理器和數(shù)據(jù)采集卡，數(shù)據(jù)采集卡通過數(shù)據(jù)線纜與電腦連接；所述軟件系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集模塊，軸承參數(shù)模塊，信號處理模塊。本實(shí)用新型優(yōu)點(diǎn)有檢測設(shè)備體積小，制造成本低，操作方便，同時可實(shí)現(xiàn)較高精度的診斷。
文檔編號G01M13/04GK203011692SQ20122063481
公開日2013年6月19日 申請日期2012年11月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月27日
發(fā)明者高斌, 柳明, 毛國強(qiáng) 申請人:濱州學(xué)院