一种基于振动检测的滚动轴承故障检测装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种基于振动检测的滚动轴承故障检测装置，属于故障诊断领域。
【背景技术】
[0002]在机械故障诊断领域内，滚动轴承是机械设备中最为常见、也是最容易损坏的元件之一。研究表明，滚动轴承故障90%由轴承元件表面的局部损伤造成，如外圈、内圈、滚动体表面的点蚀、裂纹和剥落等。当发生这些损伤时，滚动体高速旋转经过这些损伤处就会受到周期性的冲击，在振动中产生周期性振动信号，这些振动信号包含有丰富的故障信息，能够准确地反映轴承故障引起的撞击、振荡、转速改变和结构变形等故障。
[0003]为了能够保证工业生产设备的安全运行，就必须要实现对滚动轴承的有效监控。建立基于振动检测的滚动轴承故障检测装置，需要考虑基于振动检测的滚动轴承故障检测装置的构成、连接等问题。
【发明内容】
[0004]本实用新型提供了一种基于振动检测的滚动轴承故障检测装置，以用于解决对建立基于振动检测的滚动轴承故障检测装置的结构、连接问题。
[0005]本实用新型的技术方案是:一种基于振动检测的滚动轴承故障检测装置，包括电机1、传动轴2、联轴器3、测试轴承4、加速度传感器5、前置放大器6、A/D转换器7、STM32现场监测设备8、GPRS模块9、网络10、数据库服务器11、PC机12 ;
[0006]所述测试轴承4通过传动轴2、联轴器3与电机1相连，加速度传感器5固定在测试轴承4上，加速度传感器5输出端通过前置放大器6与A/D转换器7相连，A/D转换器7通过USB接口将现场采样数字信号送入STM32现场监测设备8，STM32现场监测设备8提取后的数据通过GPRS模块9、网络10传至数据库服务器11，PC机12通过网络10获取数据库服务器11中的数据。
[0007]所述STM32现场监测设备8为STM32F429型微控制器。
[0008]其中，在测试轴承4上安装三个加速度传感器5，进行轴承轴向、径向以及垂直方向的振动信号采样。
[0009]本实用新型的工作原理是:
[0010]采用加速度传感器5对现场轴承振动信号进行采样，通过前置信号放大器6将模拟采样信号放大，经A/D转换器7将模拟采样信号转换为数字采样信号，通过USB接口输入STM32现场故障诊断设备8进行分析；STM32现场监测设备8中设有算法可有效达到故障识别的目的(如；设有特征提取模块和故障识别模块，经特征提取模块处理，可有效从背景噪声、平滑信号中分离出表征故障的突变信息，用于构建特征向量，故障识别模块处理过程包括训练阶段和分类阶段，通过特征提取模块中部分特征向量构造训练样本，输入故障识别模块以完成故障预测模型的构建，然后将其余特征向量用作测试样本，通过故障预测模型进行预测，以达到故障识别的目的)。若STM32现场监测设备8不能有效识别轴承的故障类型，则通过GPRS模块9和网络10将特征提取后的有效数据发往远程故障诊断中心的数据库服务器11，PC机12通过网络10获取数据库服务器11中的有效数据，由诊断中心知识库和诊断专家协作，完成对轴承故障类型的有效识别。若轴承处于故障状态，远程故障诊断中心及时对现场工作人员做出反馈，达到有效排除故障的目的。
[0011]其中，已发表的(丁红斌，秦会斌，孙顺远.基于STM32的虚拟示波器的设计与实现[J].电子器件，2009, 32 (6): 1007-1010)期刊文献，文中提到“系统采用意法半导体公司开发的基于Cortex-M3内核的新型32位微控制器STM32F103x作为主控芯片。该芯片内部集成了全速USB2.0设备接口模块和16通道的12位高精度A / D转换器，能够实现1MHz的采样速度。”可见将USB接口用于传输大数据是现有的已成熟的技术。
[0012]其中，已发表的(董睿智.基于HHT的微机保护算法研究及其平台开发.2013)硕士论文，文中提到“论文分析了 HHT的特性和具体使用方法，在MATLAB的HHT计算程序模块上使用了最新的MATLAB-STM32联合编程工具，实现了 HHT算法的程序应用化。”由此可见，将具体算法设计成STM32中的实际应用算法模块已是一项成熟的技术。
[0013]其中，已发表的(邵洲，汪爱明，丁铖，孟国营.基于GPRS的轴流式主扇风机远程监测系统研究[J].煤炭工程，2013，45 (5): 129-131，134)期刊文献，文中提到“轴流式主扇风机监测中心与Internet相联，采用IP+UDP协议现实与GPRS的通信，对远程监控终端的工作状态进行检测，系统总体结构体系如图1所示。”可见GPRS和Internet组网传输数据是现有的已成熟的技术。
[0014]本实用新型的有益效果是:以工业现场滚动轴承运行状态下的振动信号为实验数据，经过A/D转换后通过USB接口输入STM32现场故障诊断设备，完成对振动采样信号的特征提取，用于后续故障识别，达到实时监控轴承运行状态的目的；若轴承存在故障，而现场故障诊断设备又不能及时做出准确诊断，则将特征提取后的有效数据发往远程故障诊断中心，通过诊断中心知识库和诊断专家协作实现对轴承运行状态的准确诊断。若轴承处于故障运行状态，诊断中心提醒现场工作人员及时排除故障，由此保证工业生产设备的正常运行。本装置具有安全性高，可扩展性好，操作简便，适应性强的优点。
【附图说明】
[0015]图1为本实用新型的结构示意图；
[0016]图中各标号:1_电机，2-传动轴，3-联轴器，4-测试轴承，5-加速度传感器，6-前置放大器，7-A/D转换器，8-STM32现场监测设备，9-GPRS模块，10-网络，11-数据库服务器，12-PC 机。
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图和实施例，对本实用新型作进一步说明，但本实用新型的内容并不限于所述范围。
[0018]实施例1:如图1所示，一种基于振动检测的滚动轴承故障检测装置，包括电机1、传动轴2、联轴器3、测试轴承4、加速度传感器5、前置放大器6、A/D转换器7、STM32现场监测设备8、GPRS模块9、网络10、数据库服务器11、PC机12 ;
[0019]所述测试轴承4通过传动轴2、联轴器3与电机1相连，加速度传感器5固定在测试轴承4上，加速度传感器5输出端通过前置放大器6与A/D转换器7相连，A/D转换器7通过USB接口将现场采样数字信号送入STM32现场监测设备8，STM32现场监测设备8提取后的数据通过GPRS模块9、网络10传至数据库服务器11，PC机12通过网络10获取数据库服务器11中的数据。
[0020]所述STM32现场监测设备8为STM32F429型微控制器。
[0021]实施例2:如图1所示，一种基于振动检测的滚动轴承故障检测装置，包括电机1、传动轴2、联轴器3、测试轴承4、加速度传感器5、前置放大器6、A/D转换器7、STM32现场监测设备8、GPRS模块9、网络10、数据库服务器11、PC机12 ;
[0022]所述测试轴承4通过传动轴2、联轴器3与电机1相连，加速度传感器5固定在测试轴承4上，加速度传感器5输出端通过前置放大器6与A/D转换器7相连，A/D转换器7通过USB接口将现场采样数字信号送入STM32现场监测设备8，STM32现场监测设备8提取后的数据通过GPRS模块9、网络10传至数据库服务器11，PC机12通过网络10获取数据库服务器11中的数据。
[0023]上面结合附图对本实用新型的【具体实施方式】作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。
【主权项】
1.一种基于振动检测的滚动轴承故障检测装置，其特征在于:包括电机(1)、传动轴(2)、联轴器(3)、测试轴承(4)、加速度传感器(5)、前置放大器(6)、A/D转换器(7)、STM32现场监测设备(8)、GPRS模块(9)、网络(10)、数据库服务器(11)、PC机(12); 所述测试轴承(4 )通过传动轴(2 )、联轴器(3 )与电机(1)相连，加速度传感器(5 )固定在测试轴承(4)上，加速度传感器(5)输出端通过前置放大器(6)与A/D转换器(7)相连，A/D转换器(7)通过USB接口将现场采样数字信号送入STM32现场监测设备(8)，STM32现场监测设备(8 )提取后的数据通过GPRS模块(9 )、网络(10 )传至数据库服务器(11)，PC机(12)通过网络(10)获取数据库服务器(11)中的数据。2.根据权利要求1所述的基于振动检测的滚动轴承故障检测装置，其特征在于:所述STM32现场监测设备(8)为STM32F429型微控制器。
【专利摘要】本实用新型涉及一种基于振动检测的滚动轴承故障检测装置，属于故障诊断领域。本实用新型包括电机、传动轴、联轴器、测试轴承、加速度传感器、前置放大器、A/D转换器、STM32现场监测设备、GPRS模块、网络、数据库服务器、PC机；所述测试轴承通过传动轴、联轴器与电机相连，加速度传感器固定在测试轴承上，加速度传感器输出端通过前置放大器与A/D转换器相连，A/D转换器通过USB接口将现场采样数字信号送入STM32现场监测设备，STM现场监测设备提取后的数据通过GPRS模块、网络传至数据库服务器，PC机通过网络获取数据库服务器中的数据。本实用新型具有安全性高，可扩展性好，操作简便，适应性强的优点。
【IPC分类】G01M13/04
【公开号】CN205049345
【申请号】CN201520741062
【发明人】范玉刚, 齐鹏
【申请人】昆明理工大学
【公开日】2016年2月24日
【申请日】2015年9月23日