一種基于振動(dòng)檢測的滾動(dòng)軸承故障檢測裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種基于振動(dòng)檢測的滾動(dòng)軸承故障檢測裝置，屬于故障診斷領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]在機(jī)械故障診斷領(lǐng)域內(nèi)，滾動(dòng)軸承是機(jī)械設(shè)備中最為常見、也是最容易損壞的元件之一。研究表明，滾動(dòng)軸承故障90%由軸承元件表面的局部損傷造成，如外圈、內(nèi)圈、滾動(dòng)體表面的點(diǎn)蝕、裂紋和剝落等。當(dāng)發(fā)生這些損傷時(shí)，滾動(dòng)體高速旋轉(zhuǎn)經(jīng)過這些損傷處就會受到周期性的沖擊，在振動(dòng)中產(chǎn)生周期性振動(dòng)信號，這些振動(dòng)信號包含有豐富的故障信息，能夠準(zhǔn)確地反映軸承故障引起的撞擊、振蕩、轉(zhuǎn)速改變和結(jié)構(gòu)變形等故障。
[0003]為了能夠保證工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備的安全運(yùn)行，就必須要實(shí)現(xiàn)對滾動(dòng)軸承的有效監(jiān)控。建立基于振動(dòng)檢測的滾動(dòng)軸承故障檢測裝置，需要考慮基于振動(dòng)檢測的滾動(dòng)軸承故障檢測裝置的構(gòu)成、連接等問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型提供了一種基于振動(dòng)檢測的滾動(dòng)軸承故障檢測裝置，以用于解決對建立基于振動(dòng)檢測的滾動(dòng)軸承故障檢測裝置的結(jié)構(gòu)、連接問題。
[0005]本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:一種基于振動(dòng)檢測的滾動(dòng)軸承故障檢測裝置，包括電機(jī)1、傳動(dòng)軸2、聯(lián)軸器3、測試軸承4、加速度傳感器5、前置放大器6、A/D轉(zhuǎn)換器7、STM32現(xiàn)場監(jiān)測設(shè)備8、GPRS模塊9、網(wǎng)絡(luò)10、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器11、PC機(jī)12 ;
[0006]所述測試軸承4通過傳動(dòng)軸2、聯(lián)軸器3與電機(jī)1相連，加速度傳感器5固定在測試軸承4上，加速度傳感器5輸出端通過前置放大器6與A/D轉(zhuǎn)換器7相連，A/D轉(zhuǎn)換器7通過USB接口將現(xiàn)場采樣數(shù)字信號送入STM32現(xiàn)場監(jiān)測設(shè)備8，STM32現(xiàn)場監(jiān)測設(shè)備8提取后的數(shù)據(jù)通過GPRS模塊9、網(wǎng)絡(luò)10傳至數(shù)據(jù)庫服務(wù)器11，PC機(jī)12通過網(wǎng)絡(luò)10獲取數(shù)據(jù)庫服務(wù)器11中的數(shù)據(jù)。
[0007]所述STM32現(xiàn)場監(jiān)測設(shè)備8為STM32F429型微控制器。
[0008]其中，在測試軸承4上安裝三個(gè)加速度傳感器5，進(jìn)行軸承軸向、徑向以及垂直方向的振動(dòng)信號采樣。
[0009]本實(shí)用新型的工作原理是:
[0010]采用加速度傳感器5對現(xiàn)場軸承振動(dòng)信號進(jìn)行采樣，通過前置信號放大器6將模擬采樣信號放大，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器7將模擬采樣信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字采樣信號，通過USB接口輸入STM32現(xiàn)場故障診斷設(shè)備8進(jìn)行分析；STM32現(xiàn)場監(jiān)測設(shè)備8中設(shè)有算法可有效達(dá)到故障識別的目的(如；設(shè)有特征提取模塊和故障識別模塊，經(jīng)特征提取模塊處理，可有效從背景噪聲、平滑信號中分離出表征故障的突變信息，用于構(gòu)建特征向量，故障識別模塊處理過程包括訓(xùn)練階段和分類階段，通過特征提取模塊中部分特征向量構(gòu)造訓(xùn)練樣本，輸入故障識別模塊以完成故障預(yù)測模型的構(gòu)建，然后將其余特征向量用作測試樣本，通過故障預(yù)測模型進(jìn)行預(yù)測，以達(dá)到故障識別的目的)。若STM32現(xiàn)場監(jiān)測設(shè)備8不能有效識別軸承的故障類型，則通過GPRS模塊9和網(wǎng)絡(luò)10將特征提取后的有效數(shù)據(jù)發(fā)往遠(yuǎn)程故障診斷中心的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器11，PC機(jī)12通過網(wǎng)絡(luò)10獲取數(shù)據(jù)庫服務(wù)器11中的有效數(shù)據(jù)，由診斷中心知識庫和診斷專家協(xié)作，完成對軸承故障類型的有效識別。若軸承處于故障狀態(tài)，遠(yuǎn)程故障診斷中心及時(shí)對現(xiàn)場工作人員做出反饋，達(dá)到有效排除故障的目的。
[0011]其中，已發(fā)表的(丁紅斌，秦會斌，孫順遠(yuǎn).基于STM32的虛擬示波器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].電子器件，2009, 32 (6): 1007-1010)期刊文獻(xiàn)，文中提到“系統(tǒng)采用意法半導(dǎo)體公司開發(fā)的基于Cortex-M3內(nèi)核的新型32位微控制器STM32F103x作為主控芯片。該芯片內(nèi)部集成了全速USB2.0設(shè)備接口模塊和16通道的12位高精度A / D轉(zhuǎn)換器，能夠?qū)崿F(xiàn)1MHz的采樣速度?！笨梢妼SB接口用于傳輸大數(shù)據(jù)是現(xiàn)有的已成熟的技術(shù)。
[0012]其中，已發(fā)表的(董睿智.基于HHT的微機(jī)保護(hù)算法研究及其平臺開發(fā).2013)碩士論文，文中提到“論文分析了 HHT的特性和具體使用方法，在MATLAB的HHT計(jì)算程序模塊上使用了最新的MATLAB-STM32聯(lián)合編程工具，實(shí)現(xiàn)了 HHT算法的程序應(yīng)用化?！庇纱丝梢?，將具體算法設(shè)計(jì)成STM32中的實(shí)際應(yīng)用算法模塊已是一項(xiàng)成熟的技術(shù)。
[0013]其中，已發(fā)表的(邵洲，汪愛明，丁鋮，孟國營.基于GPRS的軸流式主扇風(fēng)機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)研究[J].煤炭工程，2013，45 (5): 129-131，134)期刊文獻(xiàn)，文中提到“軸流式主扇風(fēng)機(jī)監(jiān)測中心與Internet相聯(lián)，采用IP+UDP協(xié)議現(xiàn)實(shí)與GPRS的通信，對遠(yuǎn)程監(jiān)控終端的工作狀態(tài)進(jìn)行檢測，系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)體系如圖1所示。”可見GPRS和Internet組網(wǎng)傳輸數(shù)據(jù)是現(xiàn)有的已成熟的技術(shù)。
[0014]本實(shí)用新型的有益效果是:以工業(yè)現(xiàn)場滾動(dòng)軸承運(yùn)行狀態(tài)下的振動(dòng)信號為實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換后通過USB接口輸入STM32現(xiàn)場故障診斷設(shè)備，完成對振動(dòng)采樣信號的特征提取，用于后續(xù)故障識別，達(dá)到實(shí)時(shí)監(jiān)控軸承運(yùn)行狀態(tài)的目的；若軸承存在故障，而現(xiàn)場故障診斷設(shè)備又不能及時(shí)做出準(zhǔn)確診斷，則將特征提取后的有效數(shù)據(jù)發(fā)往遠(yuǎn)程故障診斷中心，通過診斷中心知識庫和診斷專家協(xié)作實(shí)現(xiàn)對軸承運(yùn)行狀態(tài)的準(zhǔn)確診斷。若軸承處于故障運(yùn)行狀態(tài)，診斷中心提醒現(xiàn)場工作人員及時(shí)排除故障，由此保證工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備的正常運(yùn)行。本裝置具有安全性高，可擴(kuò)展性好，操作簡便，適應(yīng)性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說明】
[0015]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖中各標(biāo)號:1_電機(jī)，2-傳動(dòng)軸，3-聯(lián)軸器，4-測試軸承，5-加速度傳感器，6-前置放大器，7-A/D轉(zhuǎn)換器，8-STM32現(xiàn)場監(jiān)測設(shè)備，9-GPRS模塊，10-網(wǎng)絡(luò)，11-數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，12-PC 機(jī)。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明，但本實(shí)用新型的內(nèi)容并不限于所述范圍。
[0018]實(shí)施例1:如圖1所示，一種基于振動(dòng)檢測的滾動(dòng)軸承故障檢測裝置，包括電機(jī)1、傳動(dòng)軸2、聯(lián)軸器3、測試軸承4、加速度傳感器5、前置放大器6、A/D轉(zhuǎn)換器7、STM32現(xiàn)場監(jiān)測設(shè)備8、GPRS模塊9、網(wǎng)絡(luò)10、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器11、PC機(jī)12 ;
[0019]所述測試軸承4通過傳動(dòng)軸2、聯(lián)軸器3與電機(jī)1相連，加速度傳感器5固定在測試軸承4上，加速度傳感器5輸出端通過前置放大器6與A/D轉(zhuǎn)換器7相連，A/D轉(zhuǎn)換器7通過USB接口將現(xiàn)場采樣數(shù)字信號送入STM32現(xiàn)場監(jiān)測設(shè)備8，STM32現(xiàn)場監(jiān)測設(shè)備8提取后的數(shù)據(jù)通過GPRS模塊9、網(wǎng)絡(luò)10傳至數(shù)據(jù)庫服務(wù)器11，PC機(jī)12通過網(wǎng)絡(luò)10獲取數(shù)據(jù)庫服務(wù)器11中的數(shù)據(jù)。
[0020]所述STM32現(xiàn)場監(jiān)測設(shè)備8為STM32F429型微控制器。
[0021]實(shí)施例2:如圖1所示，一種基于振動(dòng)檢測的滾動(dòng)軸承故障檢測裝置，包括電機(jī)1、傳動(dòng)軸2、聯(lián)軸器3、測試軸承4、加速度傳感器5、前置放大器6、A/D轉(zhuǎn)換器7、STM32現(xiàn)場監(jiān)測設(shè)備8、GPRS模塊9、網(wǎng)絡(luò)10、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器11、PC機(jī)12 ;
[0022]所述測試軸承4通過傳動(dòng)軸2、聯(lián)軸器3與電機(jī)1相連，加速度傳感器5固定在測試軸承4上，加速度傳感器5輸出端通過前置放大器6與A/D轉(zhuǎn)換器7相連，A/D轉(zhuǎn)換器7通過USB接口將現(xiàn)場采樣數(shù)字信號送入STM32現(xiàn)場監(jiān)測設(shè)備8，STM32現(xiàn)場監(jiān)測設(shè)備8提取后的數(shù)據(jù)通過GPRS模塊9、網(wǎng)絡(luò)10傳至數(shù)據(jù)庫服務(wù)器11，PC機(jī)12通過網(wǎng)絡(luò)10獲取數(shù)據(jù)庫服務(wù)器11中的數(shù)據(jù)。
[0023]上面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】作了詳細(xì)說明，但是本實(shí)用新型并不限于上述實(shí)施方式，在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識范圍內(nèi)，還可以在不脫離本實(shí)用新型宗旨的前提下作出各種變化。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于振動(dòng)檢測的滾動(dòng)軸承故障檢測裝置，其特征在于:包括電機(jī)(1)、傳動(dòng)軸(2)、聯(lián)軸器(3)、測試軸承(4)、加速度傳感器(5)、前置放大器(6)、A/D轉(zhuǎn)換器(7)、STM32現(xiàn)場監(jiān)測設(shè)備(8)、GPRS模塊(9)、網(wǎng)絡(luò)(10)、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器(11)、PC機(jī)(12); 所述測試軸承(4 )通過傳動(dòng)軸(2 )、聯(lián)軸器(3 )與電機(jī)(1)相連，加速度傳感器(5 )固定在測試軸承(4)上，加速度傳感器(5)輸出端通過前置放大器(6)與A/D轉(zhuǎn)換器(7)相連，A/D轉(zhuǎn)換器(7)通過USB接口將現(xiàn)場采樣數(shù)字信號送入STM32現(xiàn)場監(jiān)測設(shè)備(8)，STM32現(xiàn)場監(jiān)測設(shè)備(8 )提取后的數(shù)據(jù)通過GPRS模塊(9 )、網(wǎng)絡(luò)(10 )傳至數(shù)據(jù)庫服務(wù)器(11)，PC機(jī)(12)通過網(wǎng)絡(luò)(10)獲取數(shù)據(jù)庫服務(wù)器(11)中的數(shù)據(jù)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于振動(dòng)檢測的滾動(dòng)軸承故障檢測裝置，其特征在于:所述STM32現(xiàn)場監(jiān)測設(shè)備(8)為STM32F429型微控制器。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種基于振動(dòng)檢測的滾動(dòng)軸承故障檢測裝置，屬于故障診斷領(lǐng)域。本實(shí)用新型包括電機(jī)、傳動(dòng)軸、聯(lián)軸器、測試軸承、加速度傳感器、前置放大器、A/D轉(zhuǎn)換器、STM32現(xiàn)場監(jiān)測設(shè)備、GPRS模塊、網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、PC機(jī)；所述測試軸承通過傳動(dòng)軸、聯(lián)軸器與電機(jī)相連，加速度傳感器固定在測試軸承上，加速度傳感器輸出端通過前置放大器與A/D轉(zhuǎn)換器相連，A/D轉(zhuǎn)換器通過USB接口將現(xiàn)場采樣數(shù)字信號送入STM32現(xiàn)場監(jiān)測設(shè)備，STM現(xiàn)場監(jiān)測設(shè)備提取后的數(shù)據(jù)通過GPRS模塊、網(wǎng)絡(luò)傳至數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，PC機(jī)通過網(wǎng)絡(luò)獲取數(shù)據(jù)庫服務(wù)器中的數(shù)據(jù)。本實(shí)用新型具有安全性高，可擴(kuò)展性好，操作簡便，適應(yīng)性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。
【IPC分類】G01M13/04
【公開號】CN205049345
【申請?zhí)枴緾N201520741062
【發(fā)明人】范玉剛, 齊鵬
【申請人】昆明理工大學(xué)
【公開日】2016年2月24日
【申請日】2015年9月23日