CN105865789A - 一种用于分解槽减速机轴承故障的检测系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种用于分解槽减速机轴承故障的检测系统，属于机械故障领域，包括振动传感器、数据采集器和处理器，所述振动传感器安装在减速机轴承的端盖或者轴承座上，用于采集所述轴承的振动信号；所述振动传感器通过所述数据采集器将所测的振动信号传至所述处理器；所述处理器对所接收振动信号的频率部分进行处理，得到频谱图后，分析谱线的变化趋势，进而得到故障结果。本发明能够通过振动传感器采集轴承振动频率，进而进行频谱分析，确定轴承是否出现故障，及时发现轴承故障及故障劣化情况，以及时安排检修，避免因减速机轴承故障引发的沉槽事故及损失，增强生产流程的连续稳性。

Description

一种用于分解槽减速机轴承故障的检测系统

【技术领域】

本发明涉及机械故障领域，特别涉及一种用于分解槽减速机轴承故障的检测系统。

【背景技术】

分解槽是氧化铝生产线上的关键设备之一，主要用于析出氢氧化铝。为了充分反应，需要对铝酸钠溶液进行搅拌，其搅拌利用分解槽搅拌机组实现。分解槽搅拌机组主要包括电机、减速机和搅拌轴，其工作原理是转速为1480转/分钟的电机驱动减速机，经4级降速后带动搅拌轴以4.44转/分钟转速转动，因此，减速机是搅拌机组的主要结构之一。

为了保证生产流程的连续稳定，需要对各主要设备进行故障检测，在对分解槽的故障检测中，主要是针对减速机进行的。轴承是减速机的主要零件之一，其故障会导致齿轮损坏，进而导致沉槽事故，因此，对减速机的故障检测，往往是对轴承进行故障检测。

传统的低转速机械即转速小于600转/分钟以下的机械轴承故障检测主要是依靠经验足的设备管理和维修人员利用听音棒，对声音进行识别，再配合铁谱分析及开观察孔检查是否存在铁屑来判断的。一般不能及时发现处于早、中期的轴承故障。因此，时常发生因轴承损坏导致齿轮损坏的设备事故，进而导致沉槽事故发生，这样不但造成了严重损失，而且更加严重影响了生产流程的连续稳定。

【发明内容】

鉴于上述内容，有必要提供一用于分解槽减速机轴承故障的检测系统，该用于分解槽减速机轴承故障的检测系统能够通过振动传感器采集轴承振动频率，进而进行频谱分析，确定轴承是否出现故障，能够及时发现轴承故障，从而减少沉槽事故及损失，增强生产流程的连续稳定性。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种用于分解槽减速机轴承故障的检测系统，包括振动传感器、数据采集器和处理器，：所述振动传感器安装在减速机轴承的端盖或者轴承座上，用于采集所述轴承的振动信号；所述振动传感器通过所述数据采集器将所测的振动信号传至所述处理器；所述处理器对所接收振动信号的频率部分进行频谱分析，得到频谱图后，分析谱线的变化趋势，进而得到故障结果。

进一步地，所述处理器将所得的频谱图和存储在所述处理器中的标准频谱图进行对比，并根据两者差别生成对应的编码，所述处理器再根据该编码读取故障列表中对应故障并生成检测报告。

进一步地，所述振动传感器布置在所述轴承径向方向和轴向方向上。

进一步地，所述轴承径向方向最多布置两所述振动传感器，轴向方向布置一所述振动传感器。

进一步地，所述轴承径向方向间隔布置有两个所述振动传感器，且两两相邻的所述振动传感器所在处与轴心的连线成90度。

进一步地，所述振动传感器、所述数据采集器和所述处理器之间的传送模式均采用无线模式。

本发明具有以下有益效果：

1.本发明是一种用于分解槽减速机轴承故障的检测系统，能够通过振动传感器采集轴承振动信号，进而进行振动信号频率分析，得到频谱图，通过频谱图确定轴承是否出现故障，及时发现轴承故障及故障劣化情况，以对轴承检修进行及时地安排，避免因减速机轴承故障引发的沉槽事故及损失，增强生产流程的连续稳定性。

2.本发明原理简单，操作方便，实用性强。

【附图说明】

图1是本发明一种用于分解槽减速机轴承故障的检测系统的系统结构示意图。

图2是分解槽搅拌机组的结构示意简图。

主要元件符号说明

电机1	第二皮带轮11	减速机2
			机箱21	输入轴22	过渡轴23
输出轴24	齿轮25	轴承26
			搅拌轴3	联轴器31

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

【具体实施方式】

请参阅图2，分解槽搅拌机组主要包括减速机2、搅拌轴3和电机1。减速机2包括机箱21、一输入轴22、一输出轴24、三过渡轴23、若干轴承26和若干齿轮25，每一轴两端通过轴承26安装在机箱21上，两两轴之间通过轴上的齿轮25传动。搅拌轴3通过联轴器31与减速机2输出轴24连接。电机1用以提供分解槽搅拌机组所需的动力，其输出轴通过第二皮带轮11与减速机2输入轴22连接，以带动减速机2运行，进而带动搅拌轴3转动，实现对分解槽中溶液的搅拌。

请参阅图1及图2，在本发明的一种较佳实施方式中，一用于分解槽减速机轴承故障的检测系统，包括若干振动传感器、一数据采集器和一处理器。振动传感器安装在减速机轴承的端盖或者轴承座上，用于采集所述轴承的振动信号；所述振动传感器通过所述数据采集器将所测的振动信号传至所述处理器；所述处理器对所接收振动信号的频率部分进行分析，得到频谱图后，分析谱线的变化趋势，进而得到故障结果。

进一步地，振动传感器为100mv/g,型加速度振动传感器，布置在每一轴两端的每一轴承26径向方向和轴向方向上，用于采集减速机2运行过程每一轴两端轴承径向方向和轴向方向上的振动频率，即采集每一轴转速输入端和转速输出端的振动频率。进一步地，每一轴承26的轴向方向上布置一振动传感器，即，在轴承的端盖上安装一振动传感器；径向方向上间隔布置两振动传感器，即，在轴承的轴承座上安装两振动传感器，且两振动传感器所在处与所在轴轴心的连线成90度。优选地，每一轴承径向方向上的2个振动传感器分别安装在轴承的垂直方向和水平方向上。

进一步地，数据采集器与每一振动传感器、处理器均连接，并能够接收每一振动传感器的振动信号，且将所接收的振动信号传至处理器。

进一步地，处理器采用中央处理器，型号为Intel Xeon E5-2699 v3。处理器能够对所接收的振动信号进行频谱分析，并得到频谱图。用户可通过观察所得频谱图上谱线的变化趋势，判断减速机2轴承26是否出现故障，进而判断减速机2是否有故障情况。

本发明通过测量每一轴转速输入端和转速输出端的振动频率，并通过对比分析两处频谱图，判断轴承是否出现故障；再者，每一轴承所测的振动频率包括轴向方向和径向方向上的振动频率，可以更为详细地分析轴承出现故障的情况，进而更为准确的分析得出哪一轴的何处出现故障，为分解槽搅拌机组的检修提供了依据。

在本发明另一实施方式中，处理器将所得的频谱图和存储在处理器中的标准频谱图进行对比，并根据两者差别生成对应的编码，处理器再根据该编码读取故障列表中对应故障并生成检测报告，用户根据该检测报告即可获知轴承是否出现故障及故障严重程度。其中，标准频谱图为轴承正常使用下得到的频谱图；编码是根据不同差别生成的唯一编码，不同的编码组合可以得到对应故障，即为故障列表。

优选地，振动传感器、数据采集器和处理器之间通过无线模块传递信号，无线模块采用型号为nRF24.L01的无线模块。

本发明通过振动传感器采集轴承的振动频率，然后利用处理器对所采集的振动信号进行频谱分析，得到频谱图，进而通过所得频谱图上谱线的变化趋势判断轴承是否出现故障，以及时发现轴承故障，实现对减速机进行预知维修，避免减速机故障的发生；再者，处理器还能根据频谱图与处理器中预先存储的标准频谱图进行对比，得到两者差别，并由该差别获得编码，进而自动得出故障情况，便于用户直接获知轴承故障情况，这也使得检修人员无论是否具有检修经验均能快速明了的获知轴承故障情况；检测系统原理简单，操作简便，测量准确，实用性强。

上述说明是针对本发明较佳可行实施例的详细说明，但实施例并非用以限定本发明的专利申请范围，凡本发明所提示的技术精神下所完成的同等变化或修饰变更，均应属于本发明所涵盖专利范围。

Claims (6)

1.一种用于分解槽减速机轴承故障的检测系统，包括振动传感器、数据采集器和处理器，其特征在于：所述振动传感器安装在减速机轴承的端盖或者轴承座上，用于采集所述轴承的振动信号；所述振动传感器通过所述数据采集器将所测的振动信号传至所述处理器；所述处理器对所接收振动信号的频率部分进行频谱分析，得到频谱图后，分析谱线的变化趋势，进而得到故障结果。

2.如权利要求1所述的用于分解槽减速机轴承故障的检测系统，其特征在于：所述处理器将所得的频谱图和存储在所述处理器中的标准频谱图进行对比，并根据两者差别生成对应的编码，所述处理器再根据该编码读取故障列表中对应故障并生成检测报告。

3.如权利要求1所述的用于分解槽减速机轴承故障的检测系统，其特征在于：所述振动传感器布置在所述轴承径向方向和轴向方向上。

4.如权利要求2所述的用于分解槽减速机轴承故障的检测系统，其特征在于：所述轴承径向方向最多布置两所述振动传感器，轴向方向布置一所述振动传感器。

5.如权利要求3所述的用于分解槽减速机轴承故障的检测系统，其特征在于：所述轴承径向方向间隔布置有两个所述振动传感器，且两两相邻的所述振动传感器所在处与轴心的连线成90度。

6.如权利要求1-5任一所述的用于分解槽减速机轴承故障的检测系统，其特征在于：所述振动传感器、所述数据采集器和所述处理器之间的传送模式均采用无线模式。