CN109556864A - 一种电机轴承缺陷检测系统 - Google Patents

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CN109556864A CN201811545800.6A CN201811545800A CN109556864A CN 109556864 A CN109556864 A CN 109556864A CN 201811545800 A CN201811545800 A CN 201811545800A CN 109556864 A CN109556864 A CN 109556864A
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兰叶深
徐建亮
徐文俊
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    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M13/00—Testing of machine parts
    • G01M13/04—Bearings
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Abstract

本发明公开了一种电机轴承缺陷检测系统，包括：声发射传感器，安装在电机的轴承衬套上，用于进行电机运行时轴承声发射信号的采集；振动传感器，安装在轴承衬套上，用于进行电机运行时轴承套振动信号的采集；加速度传感器，安装在轴承衬套上，用于进行电机运行时轴承套加速度信号的采集；预测分析模块，采用统计回归和数据驱动方法建立短期预测单元，根据声发射传感器、振动传感器和加速度传感器采集到的信号数据生成短期轴承情况预报信息；综合分析模块，用于根据声发射传感器、振动传感器和加速度传感器所采集到的数据进行轴承缺陷情况和缺陷位置的输出。本发明可以实现轴承缺陷情况以及缺陷位置的检测，且检测精度较高。

Description

一种电机轴承缺陷检测系统
技术领域
本发明涉及电机故障检测领域，具体涉及一种电机轴承缺陷检测系统。
背景技术
电机长时间在机运行很容易发生故障，为了保证电机能够正常运行，就需要对电机进行预防性常规检测，对于电机检测所采用的常规方法一般是采用检测仪表在静态的情况下进行检测，通过测试电机的绝缘情况以及相间阻值来判定小型电机能否进行正常运行，但这些测试的数据只能反映电机的绝缘性能好与差，却无法反映出电机轴承可能存在的缺陷，很容易导致电机因修复质量不过关上线运行后发现无法达到使用要求而被迫换下，从而产生重复性事故，严重影响正常的生产。如何对修复后的电机进一步检测，以保证电机上线后能够稳定运行成为当前需要解决的问题。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种电机轴承缺陷检测系统，可以实现轴承缺陷情况以及缺陷位置的检测。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
一种电机轴承缺陷检测系统，包括
声发射传感器，安装在电机的轴承衬套上，用于进行电机运行时轴承声发射信号的采集；
振动传感器，安装在轴承衬套上，用于进行电机运行时轴承套振动信号的采集；
加速度传感器，安装在轴承衬套上，用于进行电机运行时轴承套加速度信号的采集；
预测分析模块，采用统计回归和数据驱动方法建立短期预测单元，根据声发射传感器、振动传感器和加速度传感器采集到的信号数据生成短期轴承情况预报信息；
综合分析模块，用于根据声发射传感器、振动传感器和加速度传感器所采集到的数据进行轴承缺陷情况和缺陷位置的输出。
进一步地，所述振动传感器的数量为多个，其沿电机的轴承衬套的外圆周方向均匀布置。
进一步地，所述加速度传感器的数量为多个，其沿电机的轴承衬套的外圆周方向均匀布置。
进一步地，还包括一弹力套，所述振动传感器、加速度传感器沿其内圆周方向均匀布置，形成振动传感器圈和加速度传感器圈，且所述声发射传感器的数量为一个，安装在振动传感器圈和加速度传感器圈之间。
进一步地，每一个振动传感器、加速度传感器和声发射传感器内均设有北斗模块，用于实现振动传感器、加速度传感器所在位置的获取。
进一步地，所述预测分析模块包括
图形绘制模块，用于根据声发射传感器、振动传感器和加速度传感器所检测到的数据绘制各种曲线图；
对比分析模块，将绘制曲线与原实测曲线进行对比分析和预测，输出分析预测结果；
回归计算模块，用于通过不同函数对所绘制的曲线进行回归计算。
进一步地，所述综合分析模块内设有：
数据分割聚合模块，采用离群点检测算法对数据进行分割聚合处理；
数据特征提取模块，采用MapReduce对完成分割聚合的数据进行特征提取；
计算分析模块，基于BP神经网络算法完成特征数据的计算分析，并输出对应的结果。
所述预测分析模块、综合分析模块内载于一手持终端内，该手持终端通过zigbee模块与所述声发射传感器、振动传感器以及加速度传感器实现通讯。
本发明可以实现轴承缺陷情况以及缺陷位置的检测，且检测精度较高。
附图说明
图1为本发明实施例一种电机轴承缺陷检测系统的系统框图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
如图1所示，本发明实施例的一种电机轴承缺陷检测系统，包括手持终端、通过zigbee模块与手持终端实现通讯的声发射传感器、振动传感器以及加速度传感器；所述声发射传感器安装在电机的轴承衬套上，用于进行电机运行时轴承声发射信号的采集；所述振动传感器安装在轴承衬套上，用于进行电机运行时轴承套振动信号的采集；所述加速度传感器安装在轴承衬套上，用于进行电机运行时轴承套加速度信号的采集；所述手持终端内载有：
预测分析模块，采用统计回归和数据驱动方法建立短期预测单元，根据声发射传感器、振动传感器和加速度传感器采集到的信号数据生成短期轴承情况预报信息；
综合分析模块，用于根据声发射传感器、振动传感器和加速度传感器所采集到的数据进行轴承缺陷情况和缺陷位置的输出。
本实施例中，所述振动传感器、加速度传感器的数量均为多个，固定安装在一弹力套的内壁上，沿其内圆周方向均匀布置，形成振动传感器圈和加速度传感器圈，且所述声发射传感器的数量为一个，安装在振动传感器圈和加速度传感器圈之间。
本实施例中，每一个振动传感器、加速度传感器和声发射传感器内均设有北斗模块，用于实现振动传感器、加速度传感器所在位置的获取。
本实施例中，所述预测分析模块包括
图形绘制模块，用于根据声发射传感器、振动传感器和加速度传感器所检测到的数据绘制各种曲线图；
对比分析模块，将绘制曲线与原实测曲线进行对比分析和预测，输出分析预测结果；
回归计算模块，用于通过不同函数对所绘制的曲线进行回归计算。
本实施例中，所述综合分析模块内设有：
数据分割聚合模块，采用离群点检测算法对数据进行分割聚合处理；
数据特征提取模块，采用MapReduce对完成分割聚合的数据进行特征提取；
计算分析模块，基于BP神经网络算法完成特征数据的计算分析，并输出对应的结果。
本实施例中，所述弹力套的尺寸与轴承衬套相配合设置，所述弹力套为圆柱形结构，其两端均固接有一橡胶环，且橡胶环与弹力套的中心点在一条水平线上，可以尽可能的避免在电机运行过程中弹力套的偏移。
本具体实施使用时先在声发射传感器对应的轴承衬套上的位置上涂抹耦合剂，然后将弹力套套接在待检测轴承的轴承衬套上，使得各传感器与衬套的外壁紧贴，启动电机，带动轴承工作，通过声发射传感器采集轴承声发射信号，结合预知的外圈缺陷特征频率、内圈缺陷特征频率和滚动体缺陷特征频率可以实现轴承缺陷位置的确定；由于轴承某一处出现裂缝或磨损以及滚动体存在磨损或裂缝时，必然会导致这个位置的质量小于其他位置，因此处于同一运行状态下，该位置的振动频率以及加速度必然会与其他位置存在不同，基于此，本申请通过振动传感器和加速度传感器进行轴承缺陷位置的检测，结合声发射传感器的使用，大大提高了系统的精确度。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (8)

1.一种电机轴承缺陷检测系统，其特征在于：包括：
声发射传感器，安装在电机的轴承衬套上，用于进行电机运行时轴承声发射信号的采集；
振动传感器，安装在轴承衬套上，用于进行电机运行时轴承套振动信号的采集；
加速度传感器，安装在轴承衬套上，用于进行电机运行时轴承套加速度信号的采集；
预测分析模块，采用统计回归和数据驱动方法建立短期预测单元，根据声发射传感器、振动传感器和加速度传感器采集到的信号数据生成短期轴承情况预报信息；
综合分析模块，用于根据声发射传感器、振动传感器和加速度传感器所采集到的数据进行轴承缺陷情况和缺陷位置的输出。
2.如权利要求1所述的一种电机轴承缺陷检测系统，其特征在于：所述振动传感器的数量为多个，其沿电机的轴承衬套的外圆周方向均匀布置。
3.如权利要求1所述的一种电机轴承缺陷检测系统，其特征在于：所述加速度传感器的数量为多个，其沿电机的轴承衬套的外圆周方向均匀布置。
4.如权利要求1所述的一种电机轴承缺陷检测系统，其特征在于：还包括一弹力套，所述振动传感器、加速度传感器沿其内圆周方向均匀布置，形成振动传感器圈和加速度传感器圈，且所述声发射传感器的数量为一个，安装在振动传感器圈和加速度传感器圈之间。
5.如权利要求1所述的一种电机轴承缺陷检测系统，其特征在于：每一个振动传感器、加速度传感器和声发射传感器内均设有北斗模块，用于实现振动传感器、加速度传感器所在位置的获取。
6.如权利要求1所述的一种电机轴承缺陷检测系统，其特征在于：所述预测分析模块包括：
图形绘制模块，用于根据声发射传感器、振动传感器和加速度传感器所检测到的数据绘制各种曲线图；
对比分析模块，将绘制曲线与原实测曲线进行对比分析和预测，输出分析预测结果；
回归计算模块，用于通过不同函数对所绘制的曲线进行回归计算。
7.如权利要求1所述的一种电机轴承缺陷检测系统，其特征在于：所述综合分析模块内设有：
数据分割聚合模块，采用离群点检测算法对数据进行分割聚合处理；
数据特征提取模块，采用MapReduce对完成分割聚合的数据进行特征提取；
计算分析模块，基于BP神经网络算法完成特征数据的计算分析，并输出对应的结果。
8.如权利要求1所述的一种电机轴承缺陷检测系统，其特征在于：所述预测分析模块、综合分析模块内载于一手持终端内，该手持终端通过zigbee模块与所述声发射传感器、振动传感器以及加速度传感器实现通讯。
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