一種滾動(dòng)軸承組合故障模擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)及其模擬方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及機(jī)械領(lǐng)域，特別是一種用于模擬滾動(dòng)軸承組合故障的實(shí)驗(yàn)臺(tái)及其模擬 方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 滾動(dòng)軸承是機(jī)械系統(tǒng)中應(yīng)用最為廣泛的部件之一，同時(shí)也是機(jī)械設(shè)備中最為重要 的零部件之一，在保障機(jī)械系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行中發(fā)揮著關(guān)鍵作用，其運(yùn)行狀態(tài)是否良好直 接影響機(jī)械系統(tǒng)能否正常運(yùn)行。目前針對(duì)滾動(dòng)軸承的研究主要集中在軸承單一故障的診斷 分析上，單一故障是指軸承內(nèi)圈故障、外圈故障或者滾動(dòng)體故障。
[0003] 而在工程實(shí)際中，除了單一故障外，滾動(dòng)軸承在許多時(shí)候還往往處于復(fù)合故障的 狀態(tài)，復(fù)合故障即是同時(shí)存在上述單一故障的至少兩種。復(fù)合故障由于故障機(jī)理相對(duì)復(fù)雜， 影響的因素較多，有時(shí)候即使故障程度較為輕微也會(huì)導(dǎo)致軸承失效。因此，研究滾動(dòng)軸承復(fù) 合故障的標(biāo)志性特征，從而建立典型故障特征與復(fù)合故障種類之間的映射關(guān)系便顯得意義 重大。
[0004] 現(xiàn)有的滾動(dòng)軸承試驗(yàn)臺(tái)大多只能模擬軸承某特定的單一故障形式，若需模擬另外 一種故障則需更換軸承，通用性較差，且存在更換軸承困難、無法適用于不同類型的軸承等 問題。鑒于此，設(shè)計(jì)開發(fā)出一套適用于不同類型滾動(dòng)軸承、可實(shí)現(xiàn)多種組合性故障模擬的實(shí) 驗(yàn)臺(tái)，從而為滾動(dòng)軸承復(fù)合故障的研究與識(shí)別奠定基礎(chǔ)便顯得尤為重要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種滾動(dòng)軸承組合故障模擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)及其模擬方 法，它能夠同時(shí)模擬滾動(dòng)軸承多種單一性故障和復(fù)合性故障、且適用于多種類型滾動(dòng)軸承。
[0006] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案如下： 一種滾動(dòng)軸承組合故障模擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)，包括轉(zhuǎn)軸-軸承機(jī)構(gòu)、用于支撐并定位轉(zhuǎn)軸-軸承 機(jī)構(gòu)的支撐機(jī)構(gòu)、用于驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)W及用于測量軸承振動(dòng)信號(hào)的信號(hào)測取機(jī) 構(gòu)；所述轉(zhuǎn)軸-軸承機(jī)構(gòu)包括轉(zhuǎn)軸和套裝在轉(zhuǎn)軸上的故障模擬軸承；所述支撐機(jī)構(gòu)包括底 座和通過滑軌設(shè)置在底座上用于夾緊故障模擬軸承外圈的一對(duì)上下剖分式軸承座，所述轉(zhuǎn) 軸穿接在上下剖分式軸承座中；所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括設(shè)置在底座一端的驅(qū)動(dòng)電機(jī)，驅(qū)動(dòng)電機(jī) 經(jīng)聯(lián)軸器連接轉(zhuǎn)軸的一端；所述信號(hào)測取機(jī)構(gòu)包括設(shè)置在上下剖分式軸承座上用于對(duì)故障 模擬軸承的振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行測取的振動(dòng)傳感器組。
[0007] 上述滾動(dòng)軸承組合故障模擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)，所述轉(zhuǎn)軸上共設(shè)置有兩組軸承組，兩組軸承 組分別安裝在轉(zhuǎn)軸的兩端，每組軸承組包含八個(gè)不同故障狀態(tài)的故障模擬軸承；兩個(gè)上 下剖分式軸承座可根據(jù)需要各與兩組軸承組中的其中一個(gè)軸承進(jìn)行配合，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)轉(zhuǎn) 軸-軸承機(jī)構(gòu)的支撐和對(duì)軸承進(jìn)行不同組合故障的模擬。
[0008] 上述滾動(dòng)軸承組合故障模擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)，所述轉(zhuǎn)軸的中部設(shè)置有用于調(diào)節(jié)質(zhì)量平衡的 轉(zhuǎn)盤，轉(zhuǎn)盤的端面上每隔30°設(shè)有一個(gè)用于安裝質(zhì)量塊的配重螺紋孔。
[0009] 上述滾動(dòng)軸承組合故障模擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)，所述轉(zhuǎn)軸上設(shè)置有軸承定位螺紋孔，故障模 擬軸承與轉(zhuǎn)軸之間為間隙配合，故障模擬軸承內(nèi)圈的一側(cè)焊接有套裝在轉(zhuǎn)軸上的套筒，套 筒上對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)軸上軸承定位螺紋孔的位置設(shè)置有軸承固定螺紋孔，故障模擬軸承通過穿接在 軸承固定螺紋孔與軸承定位螺紋孔中的內(nèi)圈固定螺釘定位。
[0010] 上述滾動(dòng)軸承組合故障模擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)，所述上下剖分式軸承座包括通過上蓋夾緊螺 釘連接的軸承座下蓋和軸承座上蓋，軸承座下蓋配裝在底座的滑軌上；所述底座上滑軌的 外側(cè)設(shè)置有軸承座定位螺紋孔，軸承座下蓋通過軸承座固定螺栓與軸承座定位螺紋孔配合 固定在底座上。
[0011] 上述滾動(dòng)軸承組合故障模擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)，所述振動(dòng)傳感器組包括相互垂直安裝的豎直 徑向振動(dòng)傳感器、水平徑向振動(dòng)傳感器W及水平軸向振動(dòng)傳感器，所述豎直徑向振動(dòng)傳感 器垂直安裝在軸承座上蓋頂端外圓面的中部，水平徑向振動(dòng)傳感器垂直安裝在軸承座下蓋 的徑向豎直平面上，水平軸向振動(dòng)傳感器垂直安裝在軸承座下蓋軸向豎直平面上。
[0012] 一種利用上述滾動(dòng)軸承組合故障模擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行軸承組合故障模擬的方法，①、 所述滾動(dòng)軸承組合故障的模擬方法按W下步驟進(jìn)行： a. 在轉(zhuǎn)軸兩端各安裝一組故障模擬軸承（5)，且兩組故障模擬軸承的故障設(shè)置和排列 順序相同； b. 將兩個(gè)上下剖分式軸承座（7)沿滑軌（12)軸向移動(dòng)至兩組故障模擬軸承中所需要 測試的故障模擬軸承（5)上，通過軸承座固定螺栓（6)將上下剖分式軸承座（7)固定在底座 (1)上兩排等距的軸承座定位螺紋孔（13)上； C.通過梓緊軸承座上蓋（7-1)的上蓋夾緊螺釘（7-2 )夾緊和固定對(duì)應(yīng)故障模擬軸承的 外圈； d.啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)，通過振動(dòng)傳感器組即可測得故障模擬軸承的振動(dòng)信號(hào)，完成對(duì)軸承 組合故障的模擬； ②、實(shí)現(xiàn)對(duì)不同種類滾動(dòng)軸承進(jìn)行組合故障模擬的方法為： a. 拆除聯(lián)軸器（3)的緊固螺栓-螺母（4)和上下剖分式軸承座（7)上的上蓋夾緊螺釘 (7-2)，將轉(zhuǎn)軸-軸承機(jī)構(gòu)整個(gè)取下； b. 然后梓下套筒（5-2)上的內(nèi)圈固定螺釘（14)，將原來轉(zhuǎn)軸（8)上的兩組故障模擬軸 承（5)卸下； C.換上不同種類、相同故障設(shè)置的故障模擬軸承，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)故障模擬軸承（5)的拆 卸和更換； ⑨、對(duì)軸承故障進(jìn)行判別： a.按式一計(jì)算無故障軸承的時(shí)間-小波能量譜滴參考值r、外圈單一故障軸承的時(shí) 間-小波能量譜滴參考值ri、滾動(dòng)體單一故障軸承的時(shí)間-小波能量譜滴參考值ivW及內(nèi) 圈單一故障軸承的時(shí)間-小波能量譜滴參考值iV其中，r〉ri〉r2〉r3;
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種滾動(dòng)軸承組合故障模擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)，其特征在于：包括轉(zhuǎn)軸-軸承機(jī)構(gòu)、用于支撐 并定位轉(zhuǎn)軸-軸承機(jī)構(gòu)的支撐機(jī)構(gòu)、用于驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)以及用于測量軸承振動(dòng) 信號(hào)的信號(hào)測取機(jī)構(gòu)；所述轉(zhuǎn)軸-軸承機(jī)構(gòu)包括轉(zhuǎn)軸（8)和套裝在轉(zhuǎn)軸上的故障模擬軸承 (5);所述支撐機(jī)構(gòu)包括底座（1)和通過滑軌（12)設(shè)置在底座上用于夾緊故障模擬軸承外 圈的一對(duì)上下剖分式軸承座（7)，所述轉(zhuǎn)軸穿接在上下剖分式軸承座（7)中；所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu) 包括設(shè)置在底座（1) 一端的驅(qū)動(dòng)電機(jī)（2)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)經(jīng)聯(lián)軸器（3)連接轉(zhuǎn)軸的一端；所述信 號(hào)測取機(jī)構(gòu)包括設(shè)置在上下剖分式軸承座（7)上用于對(duì)故障模擬軸承（5)的振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行 測取的振動(dòng)傳感器組。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的滾動(dòng)軸承組合故障模擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)，其特征在