[發明專利]一種智能主軸的軸承故障檢測方法以及系統

有效

• 申請號: 202110069608.X
• 申請日: 2021-01-19
• 公開（公告）號: CN112697434B
• 公開（公告）日: 2021-10-22
• 發明（設計）人: 李鴻峰;賈昌武
• 申請（專利權）人: 深圳市玄羽科技有限公司
• 主分類號: G01M13/045
• 分類號: G01M13/045
• 代理公司: 深圳市中科創為專利代理有限公司 44384
• 代理人: 譚雪婷;梁炎芳

本發明公開了一種智能主軸的軸承故障檢測方法及系統，能夠檢測軸承在振動過程中的偏轉。該系統包括：兩第一微型激光測振傳感器、一信號處理單元以及一偏轉判斷單元。智能主軸的軸承座上側設有兩沿智能主軸軸向設置的測點，每一測點正上方設置第一折射單元，兩第一微型激光測振傳感器發出的激光被第一折射單元折射到被測軸承的外圈表面，再被反射回第一微型激光測振傳感器。該方法包括：通過兩第一微型激光測振傳感器根據各自接收的反射光輸出相應的振動信號，然后由信號處理單元根據振動信號計算兩第一微型激光測振傳感器對應測點的振動速度和振動位移，最后由偏轉判斷單元根據兩第一微型激光測振傳感器的振動位移，判斷被測軸承是否偏轉。

技術領域

本發明涉及主軸振動檢測診斷的技術領域，尤其涉及一種智能主軸的軸承故障檢測方法以及系統。

背景技術

智能主軸的加工狀態檢測一直是智能主軸的研究重點，通過在主軸單元上布置傳感器以獲取振動、溫度、轉矩、切削力等運行狀態信息，以此實現對主軸單元的狀態監測、故障診斷以及性能評估。

主軸故障的主要部件及原因包括軸承損傷、換刀機構失效和旋轉接頭泄露等。經德國GMN公司對200多個主軸系統故障案例的調查研究發現，40%以上的主軸故障都與滾動軸承失效有關，是引起主軸故障的主要因素，因此，對主軸軸承的檢測診斷是極為重要的。主軸軸承損傷會引起主軸的的強迫振動，影響主軸的運行精度和壽命。目前，對主軸軸承監測診斷研究主要振動信號、聲音信號等，再結合現代信號處理方法，提取特征，決策診斷。

現有基于振動信號對主軸軸承的監測診斷方法通常是通過在軸承座上設置加速度傳感器，加速度傳感器感測端與軸承外圈接觸以感知軸承的振動。這種測振方法只能用于監測軸承的在軸承徑向平面內的振動，若軸承在振動過程中發生偏轉，會導致軸承測點的位置發生改變，給測振帶來誤差。而目前還沒有針對軸承偏轉的故障檢測方法。

發明內容

針對現有技術存在的問題，本發明的主要目的是提供一種智能主軸的軸承故障檢測方法及系統，以檢測軸承在振動過程中的偏轉。

為實現上述目的，本發明提出的智能主軸的軸承故障檢測系統，包括：

兩第一微型激光測振傳感器，智能主軸的軸承座上側設有兩沿智能主軸軸向設置的測點，每一測點正上方設置第一折射單元，兩第一微型激光測振傳感器發出的激光被各自對應的第一折射單元折射到被測軸承的外圈表面，再被被測軸承的外圈表面激光反射回第一微型激光測振傳感器，兩第一微型激光測振傳感器根據各自接收的反射光輸出相應的振動信號；

信號處理單元，用于根據振動信號計算兩所述第一微型激光測振傳感器對應測點的振動速度和振動位移；

偏轉判斷單元，用于根據兩所述第一微型激光測振傳感器的振動位移，判斷被測軸承是否偏轉。

可選地，還包括：

報警單元，當兩所述第一微型激光測振傳感器的振動位移偏差過大時，發出故障報警。

可選地，兩所述第一微型激光測振傳感器沿智能主軸的軸向或徑向設置。

可選地，所述第一微型激光測振傳感器通過第一二維微動臺安裝固定。

可選地，所述第一微型激光測振傳感器采用的是舜宇的微型激光測振傳感器LV-M100。

可選地，還包括：

兩第二微型激光測振傳感器，智能主軸的軸承座左側或右側設有兩沿智能主軸軸向設置的測點，每一測點正上方設置第二折射單元，兩第二微型激光測振傳感器發出的激光被各自對應的第二折射單元折射到被測軸承的外圈表面，再被被測軸承的外圈表面激光反射回第二微型激光測振傳感器，兩第二微型激光測振傳感器根據各自接收的反射光輸出相應的振動信號。

基于上述系統，本發明還提出一種智能主軸的軸承故障檢測方法，包括如下步驟：