滚动轴承故障检测与诊断系统的制作方法
【技术领域】
[0001 ]本实用新型涉及一种滚动轴承故障检测与诊断系统，属于滚动轴承健康状态检测和故障诊断设备领域。
【背景技术】
[0002]滚动轴承是工业设备中广泛应用的机械零件，也是最易损坏的元件之一。可用于滚动轴承的健康状态检测与故障诊断技术的信号有振动、温度、压力、噪声等。设备在工作过程中不可避免地要产生振动，而振动是设备内在动力学特征的外在反映，因此故障特征信息最直接的载体为设备的振动信号，其中蕴含信息丰富，并且物理意义清晰，便于识别和决策。实践表明振动分析是滚动轴承最有效的手段。
[0003]在壳体上测取的振动加速度信号是损伤点产生的周期性冲击信号与系统固有振动信号之间调制而成的响应信号，同时加速度信号还混有强烈的外部噪声，属于典型的非平稳信号，且信噪比低，有用的故障特征信息被淹没。这导致传统的故障诊断技术(如短时傅立叶变换、小波变换、经验模态分解等)对信号采集系统获得的数据进行处理时显得力不从心，从而严重地制约了轴承特征提取的效果，不能够对轴承的状态做出准确的判断。
[0004]针对上述出现的问题，有必要设计一种有效的滚动轴承故障检测与诊断系统，以便及时、全面、准确地检测出潜在的各种故障，以最大限度地满足工业现检测和故障诊断的需求。
【发明内容】
[0005]本实用新型提供一种滚动轴承故障检测与诊断系统，目的在于解决现有的检测与诊断技术对滚动轴承早期微弱故障或滚动轴承故障特征信号被机械系统多干扰源和强噪声所淹没时失去识别与诊断能力的问题。
[0006]具体地，本实用新型所采用的技术方案为:
[0007]滚动轴承故障检测与诊断系统，由变速电机、联轴器、轴承座、转盘、旋转轴、抗震底座、轴承、传感器模块、振动加速度传感器、数据采集系统、电荷放大模块、A/D转换模块、数据处理系统、计算机、数据处理器、故障诊断模块组成;其特征是所述变速电机固定在抗震底座的左端，变速电机通过联轴器与旋转轴连接;所述轴承座有两个，两个轴承座安装在抗震底座上;所述轴承安装在旋转轴上，且轴承位于轴承座上;所述转盘有两个，两个转盘安装在旋转轴上，且两个转盘位于两个轴承座之间；所述传感器模块是由两个振动加速度传感器组成，振动加速度传感器通过数据线与电荷放大模块连接，三个振动加速度传感器分别安装在轴承座的垂直径向、水平径向和轴向的测点上;所述数据采集系统包括电荷放大模块和A/D转换模块，电荷放大模块通过数据线与A/D转换模块连接;所述数据处理系统是由计算机、数据处理器、故障诊断模块构成，且数据处理器安装在计算机上，计算机与故障诊断模块连接。
[0008]进一步，数据处理器内置有由MATLAB软件编好的算法程序。
[0009]进一步，振动加速度传感器采集到的故障轴承振动数据传递给电荷放大模块，电荷放大模块把振动加速度传感器输出的微弱信号转换为放大的电压信号，放大的电压信号通过A/D转换器输出为计算机中分析所用的数字信号并输出到excel等数据库进行存储，最后利用数据处理系统对数据进行处理。
[0010]本实用新型的有益效果在于使用的双树复小波变换(DT-CWT)具有完全重构性、平移不变性、抗频带混叠和运算效率高等优良特性，它能够把非平稳的故障振动信号分解为若干个不同频段上的分量，从而缩小了故障频率的范围，便于后续选取;利用最大相关峭度反褶积(MCKD)对轴承振动信号进行降噪处理，不仅能够有效去除噪声干扰，还能提升信号的峭度值，从而更好地凸现强背景噪声下少数大的故障冲击成分。数据处理器通过处理数字信号就能够全面地提取隐含在轴承振动信号中的故障特征信息。在故障诊断模块对轴承的故障特征信息进行简单的分析，就可以对轴承的故障进行准确地诊断与定位，适合工业现场的轴承状态检测与故障诊断。
【附图说明】
[0011 ]图1是滚动轴承故障模拟实验台示意图。
[0012]图2是本实用新型滚动轴承状态检测与故障诊断系统结构图
[0013]图中:变速电机1、联轴器2、轴承座3、转盘4、旋转轴5、抗震底座6、轴承7、传感器模块8、振动加速度传感器8-1、数据采集系统9、电荷放大模块9-1、A/D转换模/9-2、数据处理系统10、计算机10-1、数据处理器10-2、故障诊断模块10-3。
【具体实施方式】
[0014]以下为本实用新型专利的较佳实施方式，并不因此而限定本实用新型的保护范围。
[0015]如图所示，滚动轴承故障检测与诊断系统，由变速电机1、联轴器2、轴承座3、转盘4、旋转轴5、抗震底座6、轴承7、传感器模块8、振动加速度传感器8-1、数据采集系统9、电荷放大模块9_1、A/D转换模块9-2、数据处理系统10、计算机10-1、数据处理器10-2、故障诊断模块10-3组成;其特征是所述变速电机1固定在抗震底座6的左端，变速电机1通过联轴器2与旋转轴5连接;所述轴承座3有两个，两个轴承座3安装在抗震底座6上;所述轴承7安装在旋转轴5上，且轴承7位于轴承座3上;所述转盘4有两个，两个转盘4安装在旋转轴5上，且两个转盘4位于两个轴承座3之间；所述传感器模块8是由三个振动加速度传感器8-1组成，振动加速度传感器8-1通过数据线与电荷放大模块9-1连接，两个振动加速度传感器8-1分别安装在轴承座3的垂直径向、水平径向和轴向的测点上;所述数据采集系统9包括电荷放大模块9-1和A/D转换模块9-2，电荷放大模块9-1通过数据线与A/D转换模块9-2连接;所述数据处理系统10是由计算机10-1、数据处理器10-2、故障诊断模块10-3构成，且数据处理器10-2安装在计算机10-1上，计算机10-1与故障诊断模块10-3连接，其作用是将转换的数字信号导入计算机10-1中，使用数据处理器10-2对数据进行处理。