滾動軸承故障檢測與診斷系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本實用新型涉及一種滾動軸承故障檢測與診斷系統(tǒng)，屬于滾動軸承健康狀態(tài)檢測和故障診斷設(shè)備領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]滾動軸承是工業(yè)設(shè)備中廣泛應(yīng)用的機械零件，也是最易損壞的元件之一?？捎糜跐L動軸承的健康狀態(tài)檢測與故障診斷技術(shù)的信號有振動、溫度、壓力、噪聲等。設(shè)備在工作過程中不可避免地要產(chǎn)生振動，而振動是設(shè)備內(nèi)在動力學(xué)特征的外在反映，因此故障特征信息最直接的載體為設(shè)備的振動信號，其中蘊含信息豐富，并且物理意義清晰，便于識別和決策。實踐表明振動分析是滾動軸承最有效的手段。
[0003]在殼體上測取的振動加速度信號是損傷點產(chǎn)生的周期性沖擊信號與系統(tǒng)固有振動信號之間調(diào)制而成的響應(yīng)信號，同時加速度信號還混有強烈的外部噪聲，屬于典型的非平穩(wěn)信號，且信噪比低，有用的故障特征信息被淹沒。這導(dǎo)致傳統(tǒng)的故障診斷技術(shù)(如短時傅立葉變換、小波變換、經(jīng)驗?zāi)B(tài)分解等)對信號采集系統(tǒng)獲得的數(shù)據(jù)進行處理時顯得力不從心，從而嚴重地制約了軸承特征提取的效果，不能夠?qū)S承的狀態(tài)做出準確的判斷。
[0004]針對上述出現(xiàn)的問題，有必要設(shè)計一種有效的滾動軸承故障檢測與診斷系統(tǒng)，以便及時、全面、準確地檢測出潛在的各種故障，以最大限度地滿足工業(yè)現(xiàn)檢測和故障診斷的需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實用新型提供一種滾動軸承故障檢測與診斷系統(tǒng)，目的在于解決現(xiàn)有的檢測與診斷技術(shù)對滾動軸承早期微弱故障或滾動軸承故障特征信號被機械系統(tǒng)多干擾源和強噪聲所淹沒時失去識別與診斷能力的問題。
[0006]具體地，本實用新型所采用的技術(shù)方案為:
[0007]滾動軸承故障檢測與診斷系統(tǒng)，由變速電機、聯(lián)軸器、軸承座、轉(zhuǎn)盤、旋轉(zhuǎn)軸、抗震底座、軸承、傳感器模塊、振動加速度傳感器、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、電荷放大模塊、A/D轉(zhuǎn)換模塊、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)、計算機、數(shù)據(jù)處理器、故障診斷模塊組成;其特征是所述變速電機固定在抗震底座的左端，變速電機通過聯(lián)軸器與旋轉(zhuǎn)軸連接;所述軸承座有兩個，兩個軸承座安裝在抗震底座上;所述軸承安裝在旋轉(zhuǎn)軸上，且軸承位于軸承座上;所述轉(zhuǎn)盤有兩個，兩個轉(zhuǎn)盤安裝在旋轉(zhuǎn)軸上，且兩個轉(zhuǎn)盤位于兩個軸承座之間；所述傳感器模塊是由兩個振動加速度傳感器組成，振動加速度傳感器通過數(shù)據(jù)線與電荷放大模塊連接，三個振動加速度傳感器分別安裝在軸承座的垂直徑向、水平徑向和軸向的測點上;所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括電荷放大模塊和A/D轉(zhuǎn)換模塊，電荷放大模塊通過數(shù)據(jù)線與A/D轉(zhuǎn)換模塊連接;所述數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)是由計算機、數(shù)據(jù)處理器、故障診斷模塊構(gòu)成，且數(shù)據(jù)處理器安裝在計算機上，計算機與故障診斷模塊連接。
[0008]進一步，數(shù)據(jù)處理器內(nèi)置有由MATLAB軟件編好的算法程序。
[0009]進一步，振動加速度傳感器采集到的故障軸承振動數(shù)據(jù)傳遞給電荷放大模塊，電荷放大模塊把振動加速度傳感器輸出的微弱信號轉(zhuǎn)換為放大的電壓信號，放大的電壓信號通過A/D轉(zhuǎn)換器輸出為計算機中分析所用的數(shù)字信號并輸出到excel等數(shù)據(jù)庫進行存儲，最后利用數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)對數(shù)據(jù)進行處理。
[0010]本實用新型的有益效果在于使用的雙樹復(fù)小波變換(DT-CWT)具有完全重構(gòu)性、平移不變性、抗頻帶混疊和運算效率高等優(yōu)良特性，它能夠把非平穩(wěn)的故障振動信號分解為若干個不同頻段上的分量，從而縮小了故障頻率的范圍，便于后續(xù)選取;利用最大相關(guān)峭度反褶積(MCKD)對軸承振動信號進行降噪處理，不僅能夠有效去除噪聲干擾，還能提升信號的峭度值，從而更好地凸現(xiàn)強背景噪聲下少數(shù)大的故障沖擊成分。數(shù)據(jù)處理器通過處理數(shù)字信號就能夠全面地提取隱含在軸承振動信號中的故障特征信息。在故障診斷模塊對軸承的故障特征信息進行簡單的分析，就可以對軸承的故障進行準確地診斷與定位，適合工業(yè)現(xiàn)場的軸承狀態(tài)檢測與故障診斷。
【附圖說明】
[0011 ]圖1是滾動軸承故障模擬實驗臺示意圖。
[0012]圖2是本實用新型滾動軸承狀態(tài)檢測與故障診斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖
[0013]圖中:變速電機1、聯(lián)軸器2、軸承座3、轉(zhuǎn)盤4、旋轉(zhuǎn)軸5、抗震底座6、軸承7、傳感器模塊8、振動加速度傳感器8-1、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)9、電荷放大模塊9-1、A/D轉(zhuǎn)換模/9-2、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)10、計算機10-1、數(shù)據(jù)處理器10-2、故障診斷模塊10-3。
【具體實施方式】
[0014]以下為本實用新型專利的較佳實施方式，并不因此而限定本實用新型的保護范圍。
[0015]如圖所示，滾動軸承故障檢測與診斷系統(tǒng)，由變速電機1、聯(lián)軸器2、軸承座3、轉(zhuǎn)盤4、旋轉(zhuǎn)軸5、抗震底座6、軸承7、傳感器模塊8、振動加速度傳感器8-1、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)9、電荷放大模塊9_1、A/D轉(zhuǎn)換模塊9-2、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)10、計算機10-1、數(shù)據(jù)處理器10-2、故障診斷模塊10-3組成;其特征是所述變速電機1固定在抗震底座6的左端，變速電機1通過聯(lián)軸器2與旋轉(zhuǎn)軸5連接;所述軸承座3有兩個，兩個軸承座3安裝在抗震底座6上;所述軸承7安裝在旋轉(zhuǎn)軸5上，且軸承7位于軸承座3上;所述轉(zhuǎn)盤4有兩個，兩個轉(zhuǎn)盤4安裝在旋轉(zhuǎn)軸5上，且兩個轉(zhuǎn)盤4位于兩個軸承座3之間；所述傳感器模塊8是由三個振動加速度傳感器8-1組成，振動加速度傳感器8-1通過數(shù)據(jù)線與電荷放大模塊9-1連接，兩個振動加速度傳感器8-1分別安裝在軸承座3的垂直徑向、水平徑向和軸向的測點上;所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)9包括電荷放大模塊9-1和A/D轉(zhuǎn)換模塊9-2，電荷放大模塊9-1通過數(shù)據(jù)線與A/D轉(zhuǎn)換模塊9-2連接;所述數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)10是由計算機10-1、數(shù)據(jù)處理器10-2、故障診斷模塊10-3構(gòu)成，且數(shù)據(jù)處理器10-2安裝在計算機10-1上，計算機10-1與故障診斷模塊10-3連接，其作用是將轉(zhuǎn)換的數(shù)字信號導(dǎo)入計算機10-1中，使用數(shù)據(jù)處理器10-2對數(shù)據(jù)進行處理。