检测滚子轴承中的滚子体旋转的不规则性的制作方法_3

文档序号:8909028阅读:来源:国知局
一步骤152,提供或测量变形信号108,其表示在滚子轴承104的 运转状态期间轴承圈112的表面区域110的弹性变形。如已经说明的那样,弹性变形会发 生在当轴承104暴露于机械载荷时滚子体102在所述表面区域110上围绕公共旋转轴线的 旋转过程中。在接下来的步骤154中,一个或多个所关注的信号量或信号部分从所测量的 变形信号108中被提取出来,W便获取关于所提取的一个或多个所关注的信号量的统计信 息或属性116。在进一步的步骤156中,所提取的统计信息116例如可W被提供给远程网络 节点,用于进一步评估或分析的目的。该可W例如通过将统计信息从联接到滚子轴承104 的装置100发送到数据网络的远程评估节点来完成。
[0048] 根据本发明的实施例,所提取的统计信息116可W包括表示一个或多个所关注的 变形信号量的概率分布的一个或多个信号或量。在该种情况下,一个或多个所关注的变形 信号量可W被视为随机变量,比如实际上特别是关于大滚子轴承,变形测量表明所测量的 变形信号的幅度和/或频率的变化。虽然频率变化可W在频谱中W及在时间信号中看出, 但该些实施例实现的期望是得到变形信号108的各个滚子分离及峰幅度的更加详细的分 析。
[0049] 图2a示出了由放置在固定内轴承圈的应变计所测量的示例性变形信号200。变形 信号200被测量用于标称50转每分钟(rpm)的承载IHOOkN径向载荷的风力发电厂的大 圆柱滚子轴承。图2a示出了时间间隔从约5至40秒的变形信号200。如可W看出,变形信 号200大体呈正弦状,并且包括各种周期分量。信号200包括信号峰即本地信号最大值202 W及信号谷即本地信号最小值204。该从图化中的信号200的放大图示中变得更加明显。
[0050] 由此,图化示出了在从约20. 75秒至21. 30秒的时间间隔中图2a的变形信号200 的信号部分。可W辨识出信号200的大体正弦状曲线W及信号幅度的变化。也就是说,信 号最大值202和最小值204的绝对值随时间变化。除了变化的信号幅度之外,还可W观察 到相邻的信号最大值202和/或相邻的信号最小值204之间变化的时间差,从而导致变形 或测量信号200的不同频率分量。本发明的实施例建议提取信号峰202、204的信号幅度和 /或时间间隔的压缩的统计信息,例如概率分布。
[0051] 根据实施例,提供表示概率分布的信号可W包括确定分别表示一个或多个所关注 的信号量(信号幅度、信号峰的时间间隔等)的分布的一个或多个直方图。在更一般的数 学意义上,直方图是计数落入每个不相交类别(称为箱)的观察数量的函数,而直方图的图 形仅仅是表示直方图的一种方式。因此,如果我们让n为观察的总数、k为箱的总数,则直 方图满足条件" = 在各个实施例中,该样的直方图可W关联于来自信号振幅、相邻信 号峰202、204之间的时间差、相邻信号最大值202之间的时间差、W及相邻信号最小值204 之间的时间差的组的信号200的信号参数的分布。
[0化2] 图3a示例性地示出了变形信号200的信号量或观察"峰的时间间隔"的直方图 300。
[0化3] 直方图300的第一箱302置于0. 0181s的箱中屯、,具有的箱边缘在-<:?和0. 0187s且具有的箱计数为296。也就是说,在296情况下,两个相邻信号峰之间的时间间隔低于 0. 0187s。直方图300的第二箱304置于0. 0192s的箱中屯、,具有的箱边缘在0. 0187s和 0. 0197s且具有的箱计数为764。也就是说,在764情况下,两个相邻信号峰之间的时间间 隔在0.0187s和0.0197s之间。直方图300的第S箱306置于0.0203s的箱中屯、,具有的 箱边缘在0. 0197s和0. 0208s且具有的箱计数为175。也就是说,在175情况下,两个相邻 信号峰之间的时间间隔在0. 0197s和0. 0208s之间。前S个箱302至306表示两个相邻的 滚子体102的时间间隔的概率分布。
[0化4] 直方图300的第四箱308置于0.0224s的箱中屯、,具有的箱边缘在0.0219s和 0. 0229s且具有的箱计数为228。也就是说,在228情况下,两个相邻信号峰之间的时间间 隔在0.0219s和0.0229s之间。直方图300的第五箱310置于0.0235s的箱中屯、,具有的 箱边缘在0. 0229s和0. 0240s且具有的箱计数为143。也就是说,在143情况下,两个相邻 信号峰之间的时间间隔在0. 0229s和0. 0240s之间。由此,箱308和310表示两个相邻的 轴承保持架段的时间间隔的概率分布。
[0化5] 直方图300的第六箱312置于0.0310s的箱中屯、,具有的箱边缘在0.0305s和 0. 0315s且具有的箱计数为10。由此,在箱312周围的箱表示保持架旋转的持续时间的概 率分布。
[0056] 图3b示例性地示出了用于变形信号200的信号量或观察"谷的时间间隔"的直方 图350。可W清楚地看到,在该示例中,直方图350的核屯、区域由围绕0. 02s的S个箱352、 354和356形成。还有一些箱位于0. 015s之下和0. 025s之上,该表明类似于保持架旋转或 两个相邻的轴承保持架段分离等的效果。
[0057] 图4a和4b示出了用于两个不同变形信号的信号量或观察"谷的时间间隔"的示 例性直方图400和450。尽管纵坐标关于事件或观察计数,但是横坐标关于标称滚子间距的 百分比,其是对于图4a的0. 022461s和对于图4b的0. 019531s。可W看出,图4a的直方图 示出的所测量的滚子间距的标准偏差比图4b大得多。
[0化引图3a至图4b可W被总结如下;大多数峰间隔0. 0192秒巧2. 083Hz)。大多数谷 间隔0. 0197秒巧0. 76化)。转速是约50巧m,该在如果滚子将被均匀地间隔开的情况下给 出48化的滚珠通过频率。相当数量的峰间隔0. 0235秒,该是可归因于保持架段间隔的正 常W上22. 4%。每个保持架旋转的间隔大约是;比正常滚子间距多170% !在一个极端,该 是;0. 0385秒,该是多100% (滚子将装配在之间)。
[0059] 图5示出了所测量的变形信号的信号量或观察"峰幅度"的示例性直方图500。尽 管纵坐标关于事件计数,但横坐标关于因机械变形的所测量的应变。由此,应变可W限定 为由应变计的原始长度所划分的长度变化,通常W每英寸的百万分英寸或微应变巧表 /J、- o
[0060] 图6示出了用于所测量的变形信号的信号量或观察"谷幅度"的示例性直方图 600。尽管纵坐标关于事件或观察计数,但横坐标再次关于W单位微应变(y巧的所测量的 应变。
[0061] 图7示出了用于所测量的变形信号的信号量或观察"峰-峰应变"的示例性直方 图700。尽管纵坐标关于事件或观察计数,但横坐标再次关于W单位微应变(y巧的所测量 的应变。
[006引 由此,正常的峰-峰应变例如在50rpm的轴承上的标称载荷为IHOOkN下大约是 6yS。保持架段间隔表示应变的明确减少(看图6的谷统计)。示例性的极端峰-峰值可 达至。20yS。
[0063] 概括地说,本发明的一些实施例提出直方图来平均各种特性,例如:
[0064]-作为用于滚子载荷的指标的幅度
[00化]-作为用于保持架间隙影响的指标的峰-峰
[0066]-作为用于保持架段的运动的指标的滚子间距(谷)
[0067] 例如可W从直方图获得的全部是:
[0068] -用于幅度的最大计数
[0069] -用于峰-峰的最大计数
[0070]-在府ot/2)/(2*numrollers)W上的最大滚子间距,其中化ot是旋转频率(例 如50;rpm),numrollers是滚子体的数量。
[0071] 各实施例的优点在于,滚子间距数据可非常紧凑的方式(例如,通过直方图) 来表示,通过其来更容易地分析轴承的状态W及趋向随时间的变化。各实施例还可W通过 只发送统计信息但足够精确W登记不太可能的事件来避免采用原始数据使网络超载。
[0072] 说明书和附图仅说明本发明的原理。因此,要理解的是,本领域的技术人员将能够 设计出各种布置,它们尽管没有在本文中明确地描述或示出,但体现了本发明的原理并且 包括在其精神和范围之内。此外,本文所引用的所有示例主要旨在明确地仅用于教导的目 的,W帮助读者理解本发明的原理和发明人所提出的用于促进本领域的概念,并且应被解 释为不限于该些具体引用的示例和条件。此外,本文中引用本发明的原理、方面和实施例W 及其中的具体示例的所有描述旨在包括其等同物。
[0073] 表示为"用于..的装置"或"用于...的模块"的功能块(执行特定功能)应被分 别理解为包括适于执行特定功能的电路的功能块。因此,"用于某物的装置"或"用于...的 模块"还可被理解为
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