專利名稱：軸承異常聲檢測(cè)控制方法以及軸承振動(dòng)測(cè)量?jī)x的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到滾動(dòng)軸承振動(dòng)測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種軸承異常聲檢測(cè)控制方法以及能夠?qū)崿F(xiàn)該功能的軸承振動(dòng)測(cè)量?jī)x。
背景技術(shù)：
軸承振動(dòng)是產(chǎn)生噪聲的主要根源，異常聲是耳感比平均背景噪聲還要不舒服的噪聲或稱異音，可由振動(dòng)信號(hào)中峰值超過(guò)有效值的程度來(lái)反映，顯然，超出越少，耳感異常聲就越??；超出越多，耳感異常聲就越大。一般情況下，軸承的振動(dòng)特征可以表征軸承噪聲特征，軸承振動(dòng)信號(hào)是一種隨機(jī)振動(dòng)信號(hào)，而異常聲實(shí)際上是振動(dòng)波形上的一些尖峰脈沖。軸承的振動(dòng)噪聲綜合反映軸承的動(dòng)態(tài)性能及質(zhì)量水平，因此采用專用的軸承振動(dòng)測(cè)量?jī)x器進(jìn)行檢測(cè)和控制?，F(xiàn)行軸承振動(dòng)測(cè)量?jī)x器通過(guò)測(cè)量顯示軸承振動(dòng)的有效值即均方根值(RMS)控制軸承振動(dòng)的平均水平，通過(guò)測(cè)量顯示軸承振動(dòng)的峰值(PK)控制軸承振動(dòng)的異常聲即異音，國(guó)家或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)不同尺寸、不同靜音等級(jí)的軸承給出了有效值限值和峰值限值。這樣，實(shí)測(cè)有效值和峰值同標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的有效值和峰值對(duì)比后就可以判定軸承的振動(dòng)等級(jí)和靜音等級(jí)。但實(shí)際測(cè)量中，根據(jù)儀器顯示的有效值和峰值對(duì)照標(biāo)準(zhǔn)給出的峰值和有效值對(duì)軸承靜音等級(jí)進(jìn)行判定，存在嚴(yán)重的錯(cuò)判和漏判，具體表現(xiàn)是，按照測(cè)量顯示結(jié)果，對(duì)應(yīng)較高的靜音等級(jí)時(shí)，通過(guò)人耳監(jiān)聽(tīng)到的軸承異常聲卻非常大；而按照測(cè)量顯示結(jié)果，對(duì)應(yīng)較低的靜音等級(jí)時(shí)，通過(guò)人耳監(jiān)聽(tīng)到的軸承異常聲卻并不大。漏判和錯(cuò)判嚴(yán)重影響著人們對(duì)軸承振動(dòng)噪聲質(zhì)量的真實(shí)評(píng)判和軸承成品質(zhì)量分檔，困擾著軸承制造企業(yè)和軸承用戶。究其原因，峰值是一個(gè)絕對(duì)量，其大小難以反映軸承異常聲的輕重或軸承靜音等級(jí)的高低。比如，兩套不同的軸承，其振動(dòng)峰值相同，但其振動(dòng)有效值一套大另一套小但都在同一個(gè)振動(dòng)等級(jí)上，按照振動(dòng)儀器的顯示值和國(guó)家及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，該兩套軸承的振動(dòng)有效值和靜音等級(jí)都在同一個(gè)等級(jí)上，但顯然，實(shí)際上，振動(dòng)有效值小的那套軸承異常聲肯定比振動(dòng)有效值大的那套軸承異常聲要大，兩套軸承的異常聲可能根本不在同一個(gè)等級(jí)上。所以說(shuō)，采用峰值檢測(cè)控制異常聲時(shí)，將不可避免地產(chǎn)生錯(cuò)判和漏判。實(shí)際上，軸承振動(dòng)異常聲與軸承振動(dòng)峰值超出其有效值的程度有關(guān)，如何描述該超出程度，有效避免軸承振動(dòng)異常聲檢測(cè)中的錯(cuò)判和漏判的問(wèn)題，成為當(dāng)務(wù)之急。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的第一目的是提供一種軸承異常聲檢測(cè)控制方法，以解決現(xiàn)行軸承振動(dòng)測(cè)量?jī)x器采用峰值檢測(cè)控制軸承異常聲存在錯(cuò)判和漏判的技術(shù)問(wèn)題。本發(fā)明的第二目的在于提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)上述功能的軸承振動(dòng)測(cè)量?jī)x。本發(fā)明提供一種軸承異常聲檢測(cè)控制方法，包括以下步驟
(1)確定異常聲檢測(cè)參數(shù)F=fa^，RMSi),并設(shè)定不同程度異常聲對(duì)應(yīng)的F標(biāo)準(zhǔn)值，其中f(PKi，RMSi)表示以H^RMSi作為變量的函數(shù)，PKi為軸承振動(dòng)特征參量峰值，RMSi為軸承振動(dòng)特征參量有效值；
(2)實(shí)測(cè)軸承的當(dāng)前振動(dòng)，從中獲得當(dāng)前軸承振動(dòng)特征參量峰值Hii和當(dāng)前軸承振動(dòng)特征參量有效值RMSi ；
(3)根據(jù)當(dāng)前軸承振動(dòng)特征參量峰值PKi和當(dāng)前軸承振動(dòng)特征參量有效值RMSi,計(jì)算出當(dāng)前異常聲檢測(cè)參數(shù)Fi;
(4)通過(guò)當(dāng)前異常聲檢測(cè)參數(shù)Fi與F標(biāo)準(zhǔn)值的比對(duì)，確認(rèn)當(dāng)前軸承是否處于異常狀態(tài)或聲音異常程度。較佳地，步驟⑴中異常聲檢測(cè)參數(shù)F為軸承振動(dòng)特征參量波峰因數(shù)CF，其中CFi= PKiZRMSiO較佳地，步驟(1)中異常聲檢測(cè)參數(shù)F為差值DF，其中，DF= I3Ki-RMSp軸承振動(dòng)特征參量為以下至少其中一種振動(dòng)位移、振動(dòng)速度、振動(dòng)加速度。本發(fā)明提供一種數(shù)字化或半數(shù)字化的軸承振動(dòng)測(cè)量?jī)x，包括
檢測(cè)器，用于檢測(cè)軸承的當(dāng)前振動(dòng)，包括傳感器、信號(hào)放大調(diào)理器和A/D轉(zhuǎn)換器； 處理器，連接檢測(cè)器并進(jìn)一步包括 存儲(chǔ)單元用于存儲(chǔ)不同程度異常聲對(duì)應(yīng)的F標(biāo)準(zhǔn)值；
確定單元接收檢測(cè)器的數(shù)據(jù)，并計(jì)算或確定當(dāng)前軸承振動(dòng)特征參量峰值Hii和當(dāng)前軸承振動(dòng)特征參量有效值RMSi ；
計(jì)算單元用于計(jì)算當(dāng)前軸承異常聲檢測(cè)參數(shù)F=fa^，RMSi)； 判斷單元用于通過(guò)當(dāng)前異常聲檢測(cè)參數(shù)F與F標(biāo)準(zhǔn)值的比對(duì)，確認(rèn)當(dāng)前軸承是否處于異常狀態(tài)；
顯示單元連接處理器，用于將軸承聲音所處的狀態(tài)進(jìn)行顯示。其中，所述存儲(chǔ)單元設(shè)置處理器內(nèi)，或單獨(dú)為存儲(chǔ)器的一存儲(chǔ)單元。其中，確定單元、計(jì)算單元、判斷單元為軟件功能實(shí)現(xiàn)，或者通過(guò)多個(gè)微處理器來(lái)實(shí)現(xiàn)的。由于采用了以上的技術(shù)特征，使得本發(fā)明相比于現(xiàn)有技術(shù)具有以下的優(yōu)點(diǎn)和積極效果
本發(fā)明提供的一種軸承異常聲檢測(cè)控制方法，采用被檢測(cè)的軸承振動(dòng)特征參量峰值同有效值之比和/或峰值同有效值之差來(lái)檢測(cè)判定軸承的異常聲，即將現(xiàn)有軸承振動(dòng)儀測(cè)量顯示峰值改為測(cè)量顯示峰值同有效值之比或峰值同有效值之差，將按照峰值進(jìn)行軸承靜音等級(jí)判定改為按照峰值同有效值之比或峰值同有效值之差進(jìn)行判定，克服了現(xiàn)行軸承振動(dòng)測(cè)量?jī)x采用峰值檢測(cè)控制軸承異常聲存在錯(cuò)判和漏判的缺點(diǎn)，在軸承振動(dòng)異常聲檢測(cè)控制領(lǐng)域具有十分重要的意義。


圖1為本發(fā)明的軸承異常聲檢測(cè)控制方法的流程圖； 圖2為軸承振動(dòng)速度排布圖3為設(shè)計(jì)波峰因數(shù)CF3與實(shí)際波峰因數(shù)CFR3的對(duì)比圖(3表示以振動(dòng)等級(jí)第3組為例進(jìn)行說(shuō)明)；
圖4為峰值、峰值與有效值之差超勢(shì)圖；圖5為峰值與有效值對(duì)比的5中組合的示意圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。為了更好地說(shuō)明本發(fā)明，本發(fā)明先解釋一下本行業(yè)的名詞。1、振動(dòng)特征參量有效值、峰值與波峰因數(shù) ⑴有效值 RMS (Root mean square)
有效值反映了振動(dòng)信號(hào)總體能量的大小，是對(duì)時(shí)間(即全部采樣點(diǎn))的平均值，因此， 對(duì)軸承振動(dòng)脈沖不敏感，對(duì)軸承異常聲基本沒(méi)有檢測(cè)能力。(2)峰值 PK (Peak)
峰值反映波形中沖擊最大的振動(dòng)幅值，與時(shí)間的歷程無(wú)關(guān)。異常聲發(fā)生時(shí)，軸承峰值必然較大，但反之并不成立，只有對(duì)振動(dòng)有效值比較低的低噪聲軸承，較大峰值才預(yù)示著軸承異常聲。所以，峰值對(duì)異常聲有否檢出能力單憑自身還不行，還要看此時(shí)的振動(dòng)有效值。峰值為有量綱量，影響軸承振動(dòng)有效值的所有參數(shù)和工況均會(huì)影響振動(dòng)峰值。 (3)波峰因數(shù) CF (Crest factor)
波峰因數(shù)是峰值同有效值之比，同時(shí)受到峰值和有效值的影響。 波峰因數(shù)同時(shí)反映了軸承振動(dòng)信號(hào)的峰值這一局部信息和有效值這一整體信息，因而，不論軸承是否低噪聲軸承，波峰因數(shù)對(duì)其異常聲均具有檢測(cè)能力。
波峰因數(shù)為無(wú)量綱量，與軸承尺寸、結(jié)構(gòu)參數(shù)、測(cè)量載荷、測(cè)量速度、潤(rùn)滑狀態(tài)、傳感器靈敏度等無(wú)關(guān)，無(wú)異常聲和有異常聲的判定可以非常單純地進(jìn)行，使用非常方便。
需要特別說(shuō)明的是，波峰因數(shù)是峰值同有效值之比這一關(guān)系具有先決條件，那就是，必須是同一個(gè)信號(hào)在相同頻帶上的峰值和有效值之比，得出的波峰因數(shù)也是該信號(hào)在該頻帶上的波峰因數(shù)，不能拿某一采樣時(shí)間所得信號(hào)的峰值去同另一個(gè)采樣時(shí)間所得信號(hào)的有效值去比，也不能拿同一采樣時(shí)間所得信號(hào)某一個(gè)頻帶的峰值去同該信號(hào)另一個(gè)頻帶的有效值去比，否則就會(huì)得出波峰因數(shù)小于1等錯(cuò)誤結(jié)論。2、現(xiàn)有軸承異常聲檢測(cè)存在錯(cuò)判和漏判的問(wèn)題
盡管波峰因數(shù)對(duì)軸承振動(dòng)異常聲具有特別的檢出能力，但波峰因數(shù)是一個(gè)無(wú)量綱量， 傳統(tǒng)的模擬電箱表頭指針無(wú)法給予指示。因此，制定低噪聲軸承的異常聲控制技術(shù)條件時(shí)， 采用了峰值參量，但是這種方式存在錯(cuò)判和漏判的問(wèn)題。第一實(shí)施例
請(qǐng)參閱圖1，其為本發(fā)明的一種軸承異常聲檢測(cè)控制方法的流程圖。它包括以下步驟 S110:確定異常聲檢測(cè)參數(shù)F=fa^，RMSi),并設(shè)定不同程度異常聲對(duì)應(yīng)的F標(biāo)準(zhǔn)值， 其中f (PKi, RMSi)表示以H^RMSi作為變量的函數(shù)，PKi為軸承振動(dòng)特征參量峰值，RMSi為軸承振動(dòng)特征參量有效值。申請(qǐng)人:發(fā)現(xiàn)僅考慮峰值來(lái)判斷軸承的聲音狀態(tài)，是非常不準(zhǔn)確的。為此，申請(qǐng)人經(jīng)過(guò)發(fā)現(xiàn)可知，在判斷軸承聲當(dāng)前處于的狀態(tài)時(shí)，如果能同時(shí)考慮當(dāng)前軸承振動(dòng)特征參量峰值和軸承振動(dòng)特征參量有效值，再去判斷軸承聲音當(dāng)前處于狀態(tài)時(shí)，準(zhǔn)確率就大大提升。為此，申請(qǐng)人可以將當(dāng)前軸承振動(dòng)特征參量峰值、軸承振動(dòng)特征參量有效值同時(shí)做為一個(gè)函數(shù)的兩個(gè)變量，即設(shè)定異常聲檢測(cè)參數(shù)FzfO^Ki, RMSi)。比如，步驟SllO中異
5常聲檢測(cè)參數(shù)F可以為軸承振動(dòng)特征參量波峰因數(shù)CF，其中CFi= I^/RMSi。再比如，步驟 SllO中異常聲檢測(cè)參數(shù)F為峰值與有效值的差值DF，其中，DF= Hii-RMSp確定好檢測(cè)參數(shù)F的計(jì)算公式后，再設(shè)定不同程度異常聲對(duì)應(yīng)的F標(biāo)準(zhǔn)值。如果 F為軸承振動(dòng)特征參量波峰因數(shù)CF時(shí)，不同程度異常聲對(duì)應(yīng)的軸承振動(dòng)特征參量波峰因數(shù) CF的大小是已經(jīng)被經(jīng)驗(yàn)確定的，國(guó)家或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中的峰值限值，也是根據(jù)CF進(jìn)行確定的。如果F為其它計(jì)算公式，則可以先設(shè)定F標(biāo)準(zhǔn)值。比如，對(duì)軸承振動(dòng)信號(hào)輸出給功放，對(duì)軸承振動(dòng)異常聲進(jìn)行監(jiān)聽(tīng)，確定對(duì)應(yīng)不同耳感異常聲對(duì)應(yīng)的F標(biāo)準(zhǔn)值，并將其記錄保存。一般來(lái)說(shuō)，可以保存成表格形式。比如
權(quán)利要求
1.一種軸承異常聲檢測(cè)控制方法，其特征在于，包括以下步驟(1)確定異常聲檢測(cè)參數(shù)F=fa^，RMSi),并設(shè)定不同程度異常聲對(duì)應(yīng)的F標(biāo)準(zhǔn)值，其中f(PKi，RMSi)表示以H^RMSi作為變量的函數(shù)，PKi為軸承振動(dòng)特征參量峰值，RMSi為軸承振動(dòng)特征參量有效值；(2)實(shí)測(cè)軸承的當(dāng)前振動(dòng)，從中獲得當(dāng)前軸承振動(dòng)特征參量峰值Hi和當(dāng)前軸承振動(dòng)特征參量有效值RMS;(3)根據(jù)當(dāng)前軸承振動(dòng)特征參量峰值Hi和當(dāng)前軸承振動(dòng)特征參量有效值RMS，計(jì)算出當(dāng)前異常聲檢測(cè)參數(shù)F;(4)通過(guò)當(dāng)前異常聲檢測(cè)參數(shù)F與F標(biāo)準(zhǔn)值的比對(duì)，確認(rèn)當(dāng)前軸承是否處于異常狀態(tài)或聲音異常程度。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(1)中異常聲檢測(cè)參數(shù)F為軸承振動(dòng)特征參量波峰因數(shù)CF，其中，CFi= PKi/RMSi。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(1)中異常聲檢測(cè)參數(shù)F為差值DF，其中，DFi= PKi-RMSi0
4.如權(quán)利要求2或3所述的方法，其特征在于，軸承振動(dòng)特征參量為以下至少其中一種振動(dòng)位移、振動(dòng)速度、振動(dòng)加速度。
5.一種軸承振動(dòng)測(cè)量?jī)x，其特征在于，包括檢測(cè)器，用于檢測(cè)軸承的當(dāng)前振動(dòng)，包括傳感器、信號(hào)放大調(diào)理器和A/D轉(zhuǎn)換器； 處理器，連接檢測(cè)器并進(jìn)一步包括 存儲(chǔ)單元用于存儲(chǔ)不同程度異常聲對(duì)應(yīng)的F標(biāo)準(zhǔn)值；確定單元接收檢測(cè)器的數(shù)據(jù)，并計(jì)算或確定當(dāng)前軸承振動(dòng)特征參量峰值Hii和當(dāng)前軸承振動(dòng)特征參量有效值RMSi ；計(jì)算單元用于計(jì)算當(dāng)前軸承異常聲檢測(cè)參數(shù)F=fa^，RMSi)； 判斷單元用于通過(guò)當(dāng)前異常聲檢測(cè)參數(shù)F與F標(biāo)準(zhǔn)值的比對(duì)，確認(rèn)當(dāng)前軸承是否處于異常狀態(tài)；顯示單元連接處理器，用于將軸承聲音所處的狀態(tài)進(jìn)行顯示。
6.如權(quán)利要求5所述的軸承振動(dòng)測(cè)量?jī)x，其特征在于，所述存儲(chǔ)單元設(shè)置處理器內(nèi)，或單獨(dú)為存儲(chǔ)器的一存儲(chǔ)單元。
7.如權(quán)利要求5所述的軸承振動(dòng)測(cè)量?jī)x，其特征在于，確定單元、計(jì)算單元、判斷單元為軟件功能實(shí)現(xiàn)。
全文摘要
一種軸承異常聲檢測(cè)控制方法，包括(1)確定異常聲檢測(cè)參數(shù)F=f(PKi,RMSi)，并設(shè)定不同程度異常聲對(duì)應(yīng)的F標(biāo)準(zhǔn)值，其中f(PKi,RMSi)表示以PKi，RMSi為變量的函數(shù)，PKi為軸承振動(dòng)特征參量峰值，RMSi為軸承振動(dòng)特征參量有效值；(2)實(shí)測(cè)軸承的當(dāng)前振動(dòng)，從中獲得當(dāng)前軸承振動(dòng)特征參量峰值PK和當(dāng)前軸承振動(dòng)特征有效值RMS；(3)根據(jù)當(dāng)前軸承振動(dòng)特征參量峰值PK和當(dāng)前軸承振動(dòng)特征有效值RMS，計(jì)算出當(dāng)前異常聲檢測(cè)參數(shù)F；(4)通過(guò)當(dāng)前異常聲檢測(cè)參數(shù)F與F標(biāo)準(zhǔn)值的比對(duì)，確認(rèn)當(dāng)前軸承是否處于異常狀態(tài)或聲音異常程度。本發(fā)明克服了現(xiàn)行軸承振動(dòng)測(cè)量?jī)x采用峰值檢測(cè)控制軸承異常聲存在錯(cuò)判和漏判的缺點(diǎn)，在軸承異常聲檢測(cè)控制領(lǐng)域具有非常重要的意義。
文檔編號(hào)G01M13/04GK102243143SQ20111009905
公開(kāi)日2011年11月16日 申請(qǐng)日期2011年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月20日
發(fā)明者趙聯(lián)春, 陳淑英 申請(qǐng)人:上海斐賽軸承科技有限公司