专利名称：一种便携式滚动轴承故障诊断器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及轴承检测诊断装置，具体是一种便携式滚动轴承故障诊断器。
背景技术：
目前对滚动轴承进行诊断的方法主要有听棒和电子听诊器测量法、声发射(AE)诊断法、温度监测诊断法和游隙监测诊断法等。其中较传统的方法是采用听棒和电子听诊器测量法来测试滚动轴承，这种方法简单易行，可以检查、判断轴承的疲劳损伤，有经验的人员能够诊断出刚刚发生的疲劳剥落，甚至也可以诊断出损伤的位置，但是该方法要求诊断人员必须积累大量的实践经验，而且对环境噪声的要求也较高，影响因素较多，可靠性比较差。另一类方法是声发射(AE)诊断，滚动轴承故障的发生与发展，都伴随着声发射信号的产生，采用声发射技术进行诊断可以获取非常明显的特征频率，由于轴承微裂纹扩展需要经过一个长期、缓慢的过程，声发射法能早期预报和诊断故障。由于声发射诊断方法能有效地识别滚动轴承的故障信息，近年来在生产中有了一定发展，但它的致命缺点是需要昂贵的专用设备和专业人员，因而，在生产应用中受到了很大的限制。在使用时滚动轴承如果产生了某种损伤，其温度就会发生变化，因此可通过监测轴承温度来诊断轴承故障。该方法应用得很早，同时由于这种方法简便实用，确实在滚动轴承的巡检中起到了一定的作用，但这种方法的致命缺点是当温度有明显的变化时，故障一般都达到了相当严重的程度，因此无法发现早期故障，而且误差一般较大。游隙监测也是滚动轴承故障诊断的一种方法。滚动轴承的内圈和外圈中，即使固定了其中的一个，但由于其内部有间隙，未固定的轴承套圈仍可向一侧移动，该移动量就是轴承间隙，又称游隙。若轴承套圈或滚动体磨损，则轴承间隙会增大，与原始间隙值相比较，即可知道磨损量。间隙测定法对轴承磨损、电蚀的诊断比较有效，但由于其测量不直接，影响因素较多，并且当间隙较大时，轴承的故障一般都已经达到了相当严重的程度，也就是说这种方法无法发现早期故障。以上的方法和设备均存在不同程度的缺陷，如设备体积大、成本高、信号分析方法比较落后，无法实现自适应性，特别是无法在早期准确地检测出现有设备中轴承的损坏，而使轴承遭到破坏造成设备的损伤。
发明内容本实用新型的目的，就是为解决现有技术存在的问题，而设计了一种便携式滚动轴承故障诊断器。本实用新型的技术方案为:一种便携式滚动轴承故障诊断器，包括硬件系统和软件系统，所述硬件系统包括设置在轴承基座上的加速度传感器，加速度传感器连接信号调理器和数据采集卡，数据采集卡通过数据线缆与电脑连接；所述软件系统包括数据采集模块，轴承参数模块，信号处理模块。[0010]所述加速度传感器采用压电式加速度传感器；信号调理使用电荷放大器；电脑采用便携式笔记本电脑。所述信号处理模块需应用Hilbert-Huang变换方法进行分析。本实用新型的有益效果可通过上述方案得出:由于采用加速度传感器收集信号并通过信号调理器和数据采集卡的处理，然后连接电脑进行分析，改进了信号分析方法，并结合虚拟仪器开发工具LabVlEW 8.6，获得操作携带方便、分析精度高的滚动轴承诊断系统。本实用新型优点还有检测设备体积小，制造成本低，操作方便，同时可实现较高精度的诊断。由此可见，本实用新型与现有技术相比具有实质性特点和进步，其实施的有益效果也是显而易见的。
:图1为本实用新型的机构组成示意图；图2为信号分析原理图。其中，I为待检测的旋转机械装置，2为加速度传感器，3为轴承基座，4为电荷放大器，5为数据采集卡，6为笔记本电脑。
具体实施方式
:为了更好地理解本实用新型，
以下结合附图来详细解释本实用新型的实施方式。
具体实施方式
:如图1所示，一种便携式滚动轴承故障诊断器，包括硬件系统和软件系统，所述硬件系统包括设置在轴承基座3上的加速度传感器2，加速度传感器2连接信号调理器和数据采集卡5，数据采集卡5通过数据线缆与笔记本电脑6连接。加速度传感器2采用ULT2405压电式加速度传感器，频率响应范围是0.2_4kHz，谐振频率为12kHz。信号调理器使用LC0602电荷放大器4。数据采集卡5选用NI PC1-6221采集信号并进行转换，分辨率为16bits，采样速率最高250kS/s，输入电压范围最大为-10 10V。设置所述软件系统包括数据采集模块，轴承参数模块，信号处理模块。软件系统以虚拟仪器开发工具LabVlEW 8.6为载体，通过各个模块的数据连接，完成相应的功能，有数据采集、信号处理、轴承参数和波形显示，信号处理模块需应用Hilbert-Huang变换(HHT)方法进行分析，信号分析原理如图2所示。其中，数据采集模块主要实现对数据采集卡的控制，包括设置信号采集通道、采样点数等，通过正确配置后，完成振动信号的采集和转换任务。轴承参数模块主要通过不同滚动轴承的结构参数，结合旋转速度来计算各部件的故障频率，作为信号分析的依据。信号处理模块主要是基于改进的HHT方法的分析，可以对采集到的信号进行EMD分解，也可以得到HHT谱，还可以计算轴承的特征向量进行智能诊断。具体工作过程:首先将ULT2405压电式加速度传感器安置在轴承基座的轴向和径向位置；然后通过NI PC1-6221数据采集卡采集到预处理信号并进行转换；使用改进的HHT分析方法对采集到的信号数据进行分析处理，通过选择合适的模态函数(imf)分量进行包络谱分析，并提取特征分量。分析结果显示在波形显示模块中。上述说明并非是对本实用新型的限制，本实用新型也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种便携式滚动轴承故障诊断器，包括硬件系统和软件系统，其特征在于:所述硬件系统包括设置在轴承基座上的加速度传感器，加速度传感器连接信号调理器和数据采集卡，数据采集卡通过数据线缆与电脑连接。
2.如权利要求1所述的便携式滚动轴承故障诊断器，其特征在于:所述加速度传感器采用压电式加速度传感器；信号调理使用电荷放大器；电脑采用便携式笔记本电脑。
专利摘要本实用新型涉及轴承检测诊断装置，具体是一种便携式滚动轴承故障诊断器，包括硬件系统和软件系统，所述硬件系统包括设置在轴承基座上的加速度传感器，加速度传感器连接信号调理器和数据采集卡，数据采集卡通过数据线缆与电脑连接；所述软件系统包括数据采集模块，轴承参数模块，信号处理模块。本实用新型优点有检测设备体积小，制造成本低，操作方便，同时可实现较高精度的诊断。
文档编号G01M13/04GK203011692SQ20122063481
公开日2013年6月19日 申请日期2012年11月27日 优先权日2012年11月27日
发明者高斌, 柳明, 毛国强 申请人:滨州学院