滾動軸承噪聲檢測及故障診斷平臺制造技術

本實用新型專利技術屬于滾動軸承檢測技術領域；本實用新型專利技術滾動軸承噪聲檢測及故障診斷平臺，包括儀器本體，驅動裝置，輔助裝置，控制面板和數據采集處理裝置；其中，儀器本體為滾動軸承噪聲監測及故障診斷儀器的支撐結構，儀器本體上各處分別安裝驅動裝置、輔助裝置部分部件和數據采集處理裝置部分部件；驅動裝置包括電動機、電動機附屬結構和皮帶傳動結構；輔助裝置包括液壓站、液壓缸、芯軸、加載裝置、銅頂柱和隔聲裝置；數據采集處理裝置包括噪聲傳感器、噪聲傳感器支架和數據采集和信號處理系統；本實用新型專利技術的有益效果：通過一種有獨立隔音裝置且可對滾動軸承各向噪音進行檢測的設備，提高滾動軸承檢測精度的同時降低了設備成本。（*該技術在2024年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

：本技術屬于滾動軸承檢測
，特別涉及用于檢測滾動軸承質量和診斷滾動軸承故障的設備。技術背景：軸承是裝備制造業中重要的、關鍵的基礎零部件，直接決定著重大裝備和主機產品的性能、質量和可靠性，被譽為裝備制造的“心臟”部件，軸承是國家重大技術裝備的關鍵零部件。據統計,旋轉機械的故障有30%是軸承故障引起的，滾動軸承噪聲質量的好壞,直接影響主機的工作性能。隨著精密機械的發展以及一般機器產品精度的不斷提高,對軸承的噪聲也提出了嚴格的要求。滾動軸承噪聲對環境的污染，一直是國內外軸承工程界關注的問題。滾動軸承噪聲主要包括固有噪聲，因加工形狀誤差產生的噪聲，傷痕、夾雜物、缺油等使用不當引起的噪聲。噪聲信號經過與外界噪聲的分離，進行時域分析、頻域分析、基于希爾伯特包絡譜分析，得出軸承質量的好壞及故障類型。噪聲信號的時域分析主要是在噪聲信號的幅值上進行各種處理，這種方法計算簡單、顯示直觀、容易理解，在簡單故障診斷中應用非常廣泛。常用的信號幅域統計參數包括有效值、峭度、峰值因數、偏態指標、峭度指標、裕度因數、脈沖因數、峰態因數等，本測試儀器主要利用有效值、峭度、峰值因數來評價噪聲信號。頻域分析方法是在綜合利用特征參數對滾動軸承進行簡易診斷后,即判斷軸承是否有故障,發現故障后進一步通過噪聲信號的頻譜分析,以判明故障的類別和原因。因為頻譜分析法有諸多優點,這使其成為故障診斷中應用最多的方法。頻譜圖的幅值主要采用兩種表示法:一種以振幅(均方根值或峰值)形式表示,稱為幅值譜;另一種以能量形式表示,稱為功率譜。幅值譜分析是直接對采樣所得的時域信號進行傅立葉變換,求得關于該時域信號的頻率構成信息,在各種分析方法中,傅立葉變換是頻譜分析的基礎。功率譜分析是對隨機信號用統計方式進行表示，通過建立自相關函數完整地反映隨機信號的特定統計平均量值。通過頻域分析軸承噪聲信號，可以有效的判斷軸承質量好壞。軸承故障診斷由于滾動軸承噪聲信號的不平穩特性，合理地選擇信號處理方法對于確保故障診斷系統的精確性很重要。不準確的信號分析會導致故障診斷系統多次錯誤報警，降低故障診斷的準確性。基于希爾伯特包絡譜分析通過小波分析和希爾伯特變換來分析軸承噪聲信號。小波分析具有對信號的自適應性，能識別振動信號的突變成分；噪聲信號經希爾伯特變換后得到其包絡譜，由包絡譜獲得故障特征信息，可以有效判斷軸承故障類型。軸承噪聲信號通過以上三種分析方法，可以有效地判斷出軸承噪聲大小、軸承故障類型，實現了軸承檢測及故障診斷的目的。目前大多數滾動軸承檢測裝置通過軸承自身發出的振動信號，通過速度傳感器或加速度傳感器采集軸承徑向振動信號，經過處理后得出軸承質量的好壞。但是這種裝置只能測試軸承徑向振動信號，而不能測試軸向和其它方向的振動信號；這種裝置注重振動儀器喇叭所發出的聲音，并不是直接測試軸承噪聲信號來判斷軸承質量。因此，檢測出來的軸承并不代表是正真意義上的低噪音軸承或超靜音軸承。在工作中，對于超靜音機械（空調器、精密主軸等）而言，一般將聲音的單位dB作為性能指標因素，這是低振動軸承難以勝任的。通過這種儀器檢測出來的軸承很難成為真正意義上低噪聲軸承，更不可能與國外知名公司生產的低噪聲軸承相競爭。少數滾動軸承檢測裝置通過噪聲信號來判斷軸承質量，要求在消聲室進行測量。但是這種測量裝置需要建立專門的消聲室，代價昂貴。基于以上考慮，本技術設計的滾動軸承噪聲檢測及故障診斷平臺通過噪聲傳感器拾取軸承自身發出的噪聲信號，經過處理分析來判斷軸承噪聲大小、質量的好壞。而不是目前大部分儀器通過振動速度或加速度傳感器測試軸承振動信號，經過處理分析，由儀器喇叭發出的聲音來衡量軸承噪聲質量。這符合低噪聲、超靜噪音軸承的檢測要求；并且通過自主設計的隔聲箱有效地隔離外界噪聲，減少了專門建立消聲室的花費，減少了檢測環境的限制。
技術實現思路
：本技術滾動軸承噪聲檢測及故障診斷平臺專利技術目的：設計一種具有獨立隔音結構，且能對軸承包括軸向和徑向在內的各向噪聲進行檢測的設備。本技術滾動軸承噪聲檢測及故障診斷平臺，包括儀器本體，驅動裝置，輔助裝置，控制面板和數據采集處理裝置；其中，儀器本體為滾動軸承噪聲監測及故障診斷儀器的支撐結構，儀器本體上各處分別安裝驅動裝置、輔助裝置部分部件和數據采集處理裝置部分部件；驅動裝置包括電動機、電動機附屬結構和皮帶傳動結構；輔助裝置包括液壓站、液壓缸、芯軸、加載裝置、銅頂柱和隔聲裝置；數據采集處理裝置包括噪聲傳感器、噪聲傳感器支架和數據采集和信號處理系統；隔聲裝置為隔聲箱，加載裝置安裝在隔聲箱一端，連接液壓缸并安裝銅頂柱；芯軸安裝在隔聲箱一端與加載裝置相對，連接驅動裝置；噪聲傳感器支架、噪聲傳感器安裝在隔聲箱內，通過數據線連接數據采集和信號處理系統；噪聲傳感器支架包括橫桿和豎桿，橫桿固定在隔聲箱上部，豎桿安裝在橫桿上，豎桿可沿橫桿移動且伸出長度可調，豎桿上設計有關節軸。電機與儀器本體之間設置有減震墊；隔聲箱為雙層結構，中間填充玻璃棉，內壁貼有吸聲材料；驅動裝置與加載裝置連接的一端選用動靜壓主軸，其配用的高壓油由液壓站提供；電動機配有變頻器，轉速可調；隔聲箱安裝有對稱位置的法蘭盤，液壓缸穿過法蘭盤與加載裝置連接，驅動裝置穿過法蘭盤與芯軸連接，上述法蘭盤內側安裝有Y型密封圈。芯軸與驅動裝置的連接為可拆卸連接，換用不同的芯軸可適應不同尺寸的滾動軸承，擴大適用范圍并提高檢測精度。控制面板用于布置主要的操作按鈕如液壓站相關控制按鈕、電動機相關控制按鈕、液壓缸相關控制按鈕等，控制面板固定在儀器本體上。本技術滾動軸承噪聲檢測及故障診斷平臺的有益效果：通過一種有獨立隔音裝置且可對滾動軸承各向噪音進行檢測的設備，提高滾動軸承檢測精度的同時降低了設備成本，對企業提高滾動軸承質量水平起很大幫助。附圖說明：圖1為本技術滾動軸承噪聲檢測及故障診斷平臺結構示意圖；圖2為本技術滾動軸承噪聲檢測及故障診斷平臺加載裝置局部結構示意圖；圖中，底板1、立柱2、電機板3、頂塊4、頂桿5、減震墊6、電機7、主動皮帶輪8、頂面9、臺面10、控制面板11、皮帶輪罩12、主軸箱13、前法蘭14、動靜壓主軸15、芯軸16、測試軸承17、隔聲箱18、噪聲傳感器支架豎桿19、噪聲傳感器20、噪聲傳感器支架橫桿21、隔聲箱門22、銅頂柱23、前加載盤24、后加載盤25、后法蘭26、液壓缸27、液壓缸支架28。具體實施方式：滾動軸承噪聲檢測及故障診斷平臺，包括儀器本體、驅動裝置、輔助裝置、控制面板11、數據采集處理裝置。儀器本體是滾動軸承噪聲檢測及故障診斷平臺檢測診斷的支撐部分，主要包括臺面10、頂面9、立柱2、擋板、底板1、腳輪。驅動裝置是滾動軸承噪聲檢測及故障診斷平臺執行機構的驅動部分，主要包括主動部件（電機7、電機板3、減震墊6、頂塊4、頂桿5、變頻器、主動皮帶輪8、A型普通平鍵、A型普通V帶），從動部件（主軸箱體13、動靜壓主軸15、從動皮帶輪、皮帶輪罩12、A型普通平鍵）。輔助裝置是滾動軸承噪聲檢測及故障診斷平臺的一些配套部件，包括液壓站（液壓站電動機、變量葉片泵、3位4通電磁閥、減壓閥、本文檔來自技高網...

【技術保護點】
滾動軸承噪聲檢測及故障診斷平臺，包括儀器本體，驅動裝置，控制面板和數據采集處理裝置，其中儀器本體為滾動軸承噪聲檢測及故障診斷儀器的支撐結構，儀器本體上各處分別安裝驅動裝置和數據采集處理裝置部分部件，數據采集處理裝置包括噪聲傳感器、噪聲傳感器支架和數據采集和信號處理系統；其特征在于:還包括輔助裝置；其中，驅動裝置包括電動機、電動機附屬結構和皮帶傳動結構；輔助裝置包括液壓站、液壓缸、芯軸、加載裝置、銅頂柱和隔聲裝置；隔聲裝置為隔聲箱，加載裝置安裝在隔聲箱一端，連接液壓缸并安裝銅頂柱；芯軸安裝在隔聲箱一端與加載裝置相對，連接驅動裝置；噪聲傳感器支架、噪聲傳感器安裝在隔聲箱內，通過數據線連接數據采集和信號處理系統；噪聲傳感器支架包括橫桿和豎桿，橫桿固定在隔聲箱上部，豎桿安裝在橫桿上，豎桿可沿橫桿移動且伸出長度可調，豎桿上設計有關節軸。

【技術特征摘要】
1.滾動軸承噪聲檢測及故障診斷平臺，包括儀器本體，驅動裝置，控制面板和數據采集處理裝置，其中儀器本體為滾動軸承噪聲檢測及故障診斷儀器的支撐結構，儀器本體上各處分別安裝驅動裝置和數據采集處理裝置部分部件，數據采集處理裝置包括噪聲傳感器、噪聲傳感器支架和數據采集和信號處理系統；其特征在于:還包括輔助裝置；
其中，驅動裝置包括電動機、電動機附屬結構和皮帶傳動結構；輔助裝置包括液壓站、液壓缸、芯軸、加載裝置、銅頂柱和隔聲裝置；
隔聲裝置為隔聲箱，加載裝置安裝在隔聲箱一端，連接液壓缸并安裝銅頂柱；芯軸安裝在隔聲箱一端與加載裝置相對，連接驅動裝置；噪聲傳感器支架、噪聲傳感器安裝在隔聲箱內，通過數據線連接數據采集和信號處理系統；
噪聲傳感器支架包括橫桿和豎桿，橫桿固定在隔聲箱上部，豎桿安裝在橫桿上，豎桿可沿橫桿移動且伸出長度可...

【專利技術屬性】
技術研發人員：張波，王波，皮進寶，袁文科，金曉亮，司東旭，劉海東，盧素萍，
申請(專利權)人：寧夏大學，
類型：新型
國別省市：寧夏;64