一種中介軸承振動(dòng)信號(hào)采集方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種中介軸承振動(dòng)信號(hào)采集方法。
【背景技術(shù)】
[0002]中介軸承被廣泛應(yīng)用于各種機(jī)械設(shè)備中，如航空發(fā)動(dòng)機(jī)的雙轉(zhuǎn)子試驗(yàn)臺(tái)就是采用中介軸承的支承方式。中介軸承的性能好壞直接影響整臺(tái)設(shè)備的工作狀態(tài)，很有必要對(duì)其進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)，及時(shí)診斷出存在的故障，這依賴(lài)于準(zhǔn)確的信號(hào)采集。廖明夫等人于2013年11月在航空動(dòng)力學(xué)報(bào)，期刊號(hào)11-2297/V，發(fā)表“航空發(fā)動(dòng)機(jī)中介軸承的故障特征與診斷方法”中指出:目前中介軸承振動(dòng)信號(hào)的采集采用加速度傳感器測(cè)量承力機(jī)匣的振動(dòng)，從所測(cè)的振動(dòng)信號(hào)中分析中介軸承的故障特征信息以此來(lái)診斷中介軸承的故障，但所測(cè)信號(hào)中包含大量的背景振動(dòng)，而且中介軸承故障所產(chǎn)生的激振力傳遞路線很長(zhǎng)，所產(chǎn)生的振動(dòng)與背景振動(dòng)相比非常弱，可能被淹沒(méi)。
[0003]航空發(fā)動(dòng)機(jī)雙轉(zhuǎn)子試驗(yàn)臺(tái)采用中介軸承的支承方式，中介軸承用于連接高、低壓轉(zhuǎn)子軸，其外圈、內(nèi)圈分別與高、低壓轉(zhuǎn)子軸同步旋轉(zhuǎn)，若在遠(yuǎn)離中介軸承的位置檢測(cè)振動(dòng)信號(hào)，中介軸承的故障信號(hào)信噪比極低，且不易直接在中介軸承外圈直接安裝傳感器，這給后續(xù)的診斷工作帶來(lái)很大困難，因此亟需提出一種能直接采集中介軸承振動(dòng)信號(hào)的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，發(fā)明了一種中介軸承振動(dòng)信號(hào)采集方法，為保證數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確性，克服由于軸承內(nèi)外圈同時(shí)旋轉(zhuǎn)帶來(lái)的傳感器不易布置的難點(diǎn)，針對(duì)軸承座采集振動(dòng)信號(hào)信噪比低的特點(diǎn)，發(fā)明了一種可直接采集中介軸承振動(dòng)信號(hào)的方法。
[0005]本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種中介軸承振動(dòng)信號(hào)采集方法，其特征在于，該方法采用加速度傳感器采集中介軸承振動(dòng)信號(hào)和特制的傳感器安裝扣環(huán)，傳感器安裝扣環(huán)由結(jié)構(gòu)完全對(duì)稱(chēng)的兩個(gè)左、右半扣環(huán)構(gòu)成；將加速度傳感器安裝在傳感器安裝扣環(huán)上，以減小傳感器安裝對(duì)轉(zhuǎn)子軸帶來(lái)的不平衡的影響；采集方法的具體步驟如下:
[0006]I)確定傳感器安裝扣環(huán)結(jié)構(gòu)尺寸
[0007]根據(jù)被測(cè)的中介軸承的結(jié)構(gòu)尺寸確定傳感器安裝扣環(huán)結(jié)構(gòu)尺寸，中介軸承由中介軸承滾動(dòng)體20、中介軸承外環(huán)21和中介軸承內(nèi)環(huán)22組成；傳感器安裝扣環(huán)的左、右半扣環(huán)6、4的內(nèi)徑與中介軸承外環(huán)21的直徑相同，左、右半扣環(huán)6、4的寬度與中介軸承寬度相同；在左、右半扣環(huán)6、4上、下部位各有一個(gè)矩形凸臺(tái)，矩形凸臺(tái)中心加工有通孔；在左、右半扣環(huán)6、4的外徑水平中心處對(duì)稱(chēng)銑出兩個(gè)平面，在兩個(gè)平面的水平中心處分別加工出I號(hào)、2號(hào)螺紋孔14、18 ；
[0008]2)安裝加速度傳感器
[0009]先將中介軸承安裝固定到低壓轉(zhuǎn)子軸3的右端部，中介軸承外環(huán)21裝在高壓轉(zhuǎn)子盤(pán)7的左部?jī)?nèi)腔中，高壓轉(zhuǎn)子盤(pán)7固定在高壓轉(zhuǎn)子軸5上與高壓轉(zhuǎn)子軸5 —起轉(zhuǎn)動(dòng)；傳感器安裝扣環(huán)的左、右半扣環(huán)6、4扣裝在高壓轉(zhuǎn)子軸5上，并用上、下螺栓16、17分別穿過(guò)左、右半扣環(huán)6、4矩形凸臺(tái)上的通孔，將左、右半扣環(huán)6、4緊固在高壓轉(zhuǎn)子軸5上；I號(hào)加速度傳感器15通過(guò)螺紋連接被固定在半扣環(huán)6的I號(hào)螺紋孔14中；2號(hào)加速度傳感器19通過(guò)螺紋連接被固定在半扣環(huán)4的2號(hào)螺紋孔18中；
[0010]3)采集中介軸承振動(dòng)信號(hào)
[0011 ] 將I號(hào)、2號(hào)加速度傳感器15、19的引線緊貼著高壓轉(zhuǎn)子盤(pán)7連接到電刷8外圈引線上，電刷8的外圈通過(guò)螺栓固定于試驗(yàn)臺(tái)基座2上，電刷8外圈引線連接到數(shù)據(jù)采集板卡11上，電刷8內(nèi)圈與高壓轉(zhuǎn)子軸5通過(guò)螺釘緊固在一起，兩者同步旋轉(zhuǎn)；采集得到的振動(dòng)信號(hào)通過(guò)數(shù)據(jù)采集板卡箱12上傳到PC機(jī)13中；檢測(cè)時(shí)，打開(kāi)PC機(jī)13，啟動(dòng)高、低壓轉(zhuǎn)子軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)1、10旋轉(zhuǎn)低、高壓轉(zhuǎn)子軸，使中介軸承的內(nèi)、外環(huán)以不同的速度旋轉(zhuǎn)，運(yùn)行數(shù)據(jù)采集程序采集旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的振動(dòng)，振動(dòng)信號(hào)數(shù)據(jù)被上傳至PC機(jī)13進(jìn)行分析處理。
[0012]本發(fā)明的有益效果是完善了加速度傳感器的安裝方式，發(fā)明了一種中介軸承振動(dòng)信號(hào)直接采集的方式，該方法可準(zhǔn)確采集中介軸承振動(dòng)信號(hào)，提高了信號(hào)的信噪比，為后續(xù)監(jiān)測(cè)和診斷工作帶來(lái)極大便利。
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1為本發(fā)明中介軸承振動(dòng)信號(hào)采集裝置圖，圖2為傳感器安裝扣環(huán)截面圖。其中，1-低壓轉(zhuǎn)子軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)，2-試驗(yàn)臺(tái)基座，3-低壓轉(zhuǎn)子軸，4-右半扣環(huán)，5-高壓轉(zhuǎn)子軸，6-左半扣環(huán)，7-高壓轉(zhuǎn)子盤(pán)，8-電刷，9-右軸承座，10-高壓轉(zhuǎn)子軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)，11-左軸承座，12-數(shù)據(jù)采集板卡機(jī)箱，13-PC機(jī)，14-1號(hào)螺紋孔，15-1號(hào)加速度傳感器，16-上螺栓，17-下螺栓，18-2號(hào)螺紋孔，19-2號(hào)加速度傳感器，20-中介軸承滾動(dòng)體，21-中介軸承外環(huán)，22-中介軸承內(nèi)環(huán)。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖和技術(shù)方案對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步闡述。
[0015]本發(fā)明一種中介軸承振動(dòng)信號(hào)采集方法，其工作原理是:傳感器安裝扣環(huán)隨高壓轉(zhuǎn)子軸同步旋轉(zhuǎn)，加速度傳感器通過(guò)螺紋孔固定于傳感器安裝扣環(huán)上，加速度傳感器的引線連接到電刷外圈接線處，電刷內(nèi)圈通過(guò)螺釘固定于高壓轉(zhuǎn)子軸，同高壓轉(zhuǎn)子軸同步旋轉(zhuǎn)。電刷外圈通過(guò)螺栓固定于試驗(yàn)臺(tái)基座2上，電刷外圈引線連接到數(shù)據(jù)采集板卡箱12，采集得到的振動(dòng)信號(hào)通過(guò)數(shù)據(jù)板卡機(jī)箱12中的數(shù)據(jù)采集板卡上傳到PC機(jī)13，進(jìn)行分析處理。
[0016]如圖1、圖2所示:低、高壓轉(zhuǎn)子軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)1，10安裝在試驗(yàn)臺(tái)基座2上，裝有低壓轉(zhuǎn)子軸3的左軸承座11安裝在試驗(yàn)臺(tái)基座2的左部，低壓轉(zhuǎn)子軸3的一端與低壓轉(zhuǎn)子軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)I的輸出軸連接；裝有高壓轉(zhuǎn)子軸5的右軸承座9安裝在試驗(yàn)臺(tái)基座2右部，高壓轉(zhuǎn)子軸5右端與高壓轉(zhuǎn)子軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)10的輸出軸連接。實(shí)例中的中介軸承型號(hào)為NU1013，中介軸承的內(nèi)環(huán)22安裝固定在低壓轉(zhuǎn)子軸3的右端與低壓轉(zhuǎn)子軸3同速旋轉(zhuǎn)。中介軸承外環(huán)21裝在高壓轉(zhuǎn)子盤(pán)7的左部?jī)?nèi)腔中，高壓轉(zhuǎn)子盤(pán)7固定在高壓轉(zhuǎn)子軸5上與高壓轉(zhuǎn)子軸5 —起轉(zhuǎn)動(dòng)；傳感器安裝扣環(huán)的左、右半扣環(huán)6、4扣裝在高壓轉(zhuǎn)子軸5上，并用上、下螺栓16、17將左、右半扣環(huán)6、4緊固在高壓轉(zhuǎn)子軸5上，使其一起轉(zhuǎn)動(dòng)。I號(hào)加速度傳感器15、2號(hào)加速度傳感器19通過(guò)螺紋對(duì)稱(chēng)安裝在在傳感器左、右半扣環(huán)6、4上的I號(hào)、2號(hào)螺紋孔14,18中。1、2號(hào)加速度傳感器15、19的引線沿著高壓轉(zhuǎn)子盤(pán)7連接至電刷8外圈引線上，電刷8的外圈通過(guò)螺栓固定于試驗(yàn)臺(tái)基座2上，再將電刷8外圈引線連接到數(shù)據(jù)采集板卡機(jī)箱12上，數(shù)據(jù)采集板卡箱與PC機(jī)13連接。
[0017]檢測(cè)時(shí)，打開(kāi)PC機(jī)13，啟動(dòng)高、低壓轉(zhuǎn)子軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)1、10旋轉(zhuǎn)低、高壓轉(zhuǎn)子軸，使中介軸承的內(nèi)、外環(huán)以不同的速度旋轉(zhuǎn)，運(yùn)行數(shù)據(jù)采集程序采集旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的振動(dòng)，振動(dòng)信號(hào)數(shù)據(jù)被上傳至PC機(jī)13進(jìn)行分析處理。
[0018]本發(fā)明采集航發(fā)動(dòng)機(jī)中介軸承試驗(yàn)臺(tái)中介軸承的振動(dòng)信號(hào)，為中介軸承的故障診斷和狀態(tài)監(jiān)測(cè)提供數(shù)據(jù)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種中介軸承振動(dòng)信號(hào)采集方法，其特征是，該方法采用加速度傳感器采集中介軸承振動(dòng)信號(hào)和特制的傳感器安裝扣環(huán)，傳感器安裝扣環(huán)由結(jié)構(gòu)完全對(duì)稱(chēng)的兩個(gè)左、右半扣環(huán)構(gòu)成；將加速度傳感器安裝在傳感器安裝扣環(huán)上，以減小傳感器安裝對(duì)轉(zhuǎn)子軸帶來(lái)的不平衡的影響；采集方法的具體步驟如下: 1)確定傳感器安裝扣環(huán)結(jié)構(gòu)尺寸 根據(jù)被測(cè)的中介軸承的結(jié)構(gòu)尺寸確定傳感器安裝扣環(huán)結(jié)構(gòu)尺寸，中介軸承由中介軸承滾動(dòng)體(20)、中介軸承外環(huán)(21)和中介軸承內(nèi)環(huán)(22)組成；傳感器安裝扣環(huán)的左、右半扣環(huán)(6、4)的內(nèi)徑與中介軸承外環(huán)(21)的直徑相同，左、右半扣環(huán)(6、4)的寬度與中介軸承寬度相同；在左、右半扣環(huán)(6、4)上、下部位各有一個(gè)矩形凸臺(tái)，矩形凸臺(tái)中心加工有通孔；在左、右半扣環(huán)(6、4)的外徑水平中心處對(duì)稱(chēng)銑出兩個(gè)平面，在兩個(gè)平面的水平中心處分別加工出I號(hào)、2號(hào)螺紋孔(14、18)； 2)安裝加速度傳感器 先將中介軸承安裝固定到低壓轉(zhuǎn)子軸(3)的右端部，中介軸承外環(huán)(21)裝在高壓轉(zhuǎn)子盤(pán)(7)的左部?jī)?nèi)腔中，高壓轉(zhuǎn)子盤(pán)(7)固定在高壓轉(zhuǎn)子軸(5)上與高壓轉(zhuǎn)子軸(5)—起轉(zhuǎn)動(dòng)；傳感器安裝扣環(huán)的左、右半扣環(huán)(6、4)扣裝在高壓轉(zhuǎn)子軸(5)上，并用上、下螺栓(16、17)分別穿過(guò)左、右半扣環(huán)(6、4)矩形凸臺(tái)上的通孔，將左、右半扣環(huán)(6、4)緊固在高壓轉(zhuǎn)子軸(5)上；1號(hào)加速度傳感器(15)通過(guò)螺紋連接被固定在半扣環(huán)(6)的I號(hào)螺紋孔(14)中；2號(hào)加速度傳感器(19)通過(guò)螺紋連接被固定在半扣環(huán)(4)的2號(hào)螺紋孔(18)中； 3)采集中介軸承振動(dòng)信號(hào) 將I號(hào)、2號(hào)加速度傳感器(15、19)的引線緊貼著高壓轉(zhuǎn)子盤(pán)(7)連接到電刷(8)外圈引線上，電刷(8)的外圈通過(guò)螺栓固定于試驗(yàn)臺(tái)基座(2)上，電刷(8)外圈引線連接到數(shù)據(jù)采集板卡機(jī)箱(12)上，電刷(8)內(nèi)圈與高壓轉(zhuǎn)子軸(5)通過(guò)螺釘緊固在一起，兩者同步旋轉(zhuǎn)；采集得到的振動(dòng)信號(hào)通過(guò)數(shù)據(jù)采集板卡機(jī)箱(12)中的數(shù)據(jù)采集板卡上傳到PC機(jī)(13)中； 檢測(cè)時(shí)，打開(kāi)PC機(jī)(13 )，啟動(dòng)高、低壓轉(zhuǎn)子驅(qū)動(dòng)電機(jī)(1、10 )旋轉(zhuǎn)低、高壓轉(zhuǎn)子軸，使中介軸承的內(nèi)、外環(huán)以不同的速度旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生振動(dòng)，運(yùn)行數(shù)據(jù)采集程序，采集得到的振動(dòng)信號(hào)數(shù)據(jù)被上傳至PC機(jī)(13)進(jìn)行分析處理。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明一種中介軸承振動(dòng)信號(hào)采集方法屬于檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種中介軸承振動(dòng)信號(hào)采集方法。該方法采用加速度傳感器采集中介軸承振動(dòng)信號(hào)和特制的傳感器安裝扣環(huán)，傳感器安裝扣環(huán)由結(jié)構(gòu)完全對(duì)稱(chēng)的兩個(gè)左、右半扣環(huán)構(gòu)成；將加速度傳感器安裝在傳感器安裝扣環(huán)上，以減小傳感器安裝對(duì)轉(zhuǎn)子軸帶來(lái)的不平衡的影響。采集方法是先確定傳感器安裝扣環(huán)結(jié)構(gòu)尺寸，然后安裝加速度傳感器，最后，采集中介軸承振動(dòng)信號(hào)。本發(fā)明完善了加速度傳感器的安裝方式，該方法可準(zhǔn)確采集中介軸承振動(dòng)信號(hào)，提高了信號(hào)的信噪比，為中介軸承的故障診斷和狀態(tài)監(jiān)測(cè)提供數(shù)據(jù)，為后續(xù)監(jiān)測(cè)和診斷工作帶來(lái)極大便利。
【IPC分類(lèi)】G01H17/00
【公開(kāi)號(hào)】CN105067106
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510398859
【發(fā)明人】王奉濤, 張升華, 王貝, 崔立明, 陳旭濤, 張濤
【申請(qǐng)人】大連理工大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年11月18日
【申請(qǐng)日】2015年7月9日