[發明專利]多功能復合的軸承故障實驗裝置及方法

有效

• 申請號: 202211114427.5
• 申請日: 2022-09-14
• 公開（公告）號: CN115307906B
• 公開（公告）日: 2023-10-24
• 發明（設計）人: 何玉靈;鄭文杰;劉翔奧;代德瑞;李勇;邢云;王曉龍
• 申請（專利權）人: 華北電力大學（保定）
• 主分類號: G01M13/04
• 分類號: G01M13/04
• 代理公司: 北京知藝互聯知識產權代理有限公司 16137
• 代理人: 余青

本發明公開了多功能復合的軸承故障實驗裝置及方法，包括：模擬發電機、電動機、模擬電機轉軸、轉軸加載機構和多個振動傳感器；模擬發電機的輸出端與電動機的輸入端連接，且模擬發電機的輸出端連接負載箱，負載箱可調節負載箱功率以獲得不同的帶負載效果，電動機的輸出端與模擬電機轉軸的一端連接，模擬電機轉軸的另一端與轉軸加載機構連接，轉軸加載機構用于對模擬電機轉軸進行機械加載；模擬電機轉軸的兩端均用于設置實驗軸承，對應實驗軸承設置有軸承座，軸承座上設置有多個振動傳感器，采用本發明提供的裝置及方法可以模擬不同軸載下電機軸承故障，對軸承初發故障進行預測，有利于保障電機安全運行。

技術領域

本發明涉及設備狀態監測與測試技術領域，尤其是涉及多功能復合的軸承故障實驗裝置及方法。

背景技術

電動機作為重要的工程動力機械，廣泛應用于冶金、煤礦、石化、船舶等工業領域，其安全運行至關重要。電動機各種故障中，軸承故障是常見的故障之一。滾動軸承作為旋轉機械中一種通用性的機械部件起著承受載荷、傳遞載荷的作用，軸承運行狀態影響著整臺電機的性能。與其他機械零部件相比，滾動軸承壽命離散性很大，即有的軸承使用時間遠超過其設計壽命卻仍能夠健康正常的運行，而有的僅僅使用一段時間便出現各種故障。軸承在負載平衡的正常運行條件下，疲勞失效始于軸承滾道、滾動體微小的裂紋，隨著運行的時間逐漸擴大將導致部件表面疲勞脫離。因此，有必要對此研究，預知破壞不僅能節約開支、及時排除隱患防止事故發生，而且還能更大限度的發揮軸承的潛力。因此，進行電機軸承故障檢測，尤其是對軸承初發故障檢測對保障電機安全運行具有重要的意義。

發明內容

本發明的目的是提供多功能復合的軸承故障實驗裝置及方法，可以模擬不同軸載下電機軸承故障，對軸承初發故障進行預測，有利于保障電機安全運行。

為實現上述目的，本發明提供了一種多功能復合的軸承故障實驗裝置，包括：模擬發電機、電動機、模擬電機轉軸、轉軸加載機構和多個振動傳感器；所述模擬發電機的輸出端與所述電動機的輸入端連接，且所述模擬發電機的輸出端連接負載箱，所述負載箱可調節負載箱功率以獲得不同的帶負載效果，所述電動機的輸出端與所述模擬電機轉軸的一端連接，所述模擬電機轉軸的另一端與所述轉軸加載機構連接，所述轉軸加載機構用于對所述模擬電機轉軸進行機械加載；所述模擬電機轉軸的兩端均用于設置實驗軸承，對應所述實驗軸承設置有軸承座，所述軸承座上設置有多個所述振動傳感器。

優選的，所述電動機為鼠籠式異步電動機。

優選的，所述軸承為滾珠軸承。

優選的，所述軸承座徑向的水平和豎直方向均設置有所述振動傳感器。

優選的，所述裝置還包括第一底部固定板和第二底部固定板，所述模擬發電機和所述鼠籠式電動機設置在所述第一底部固定板上，所述模擬電機軸和轉軸加載機構設置在所述第二底部固定板上。

優選的，所述裝置還包括聯軸器，所述鼠籠式電動機的兩端通過兩側聯軸器分別連接到所述模擬發電機和所述模擬電機轉軸上。

優選的，所述裝置還包括多個聲學傳感器，多個所述聲學傳感器布置在靠近所述轉軸加載機構一側的所述軸承上。

優選的，所述聲學傳感器的數量為2個。

優選的，所述振動傳感器的數量為8個。

本發明還提供了一種基于上述的多功能復合的軸承故障實驗裝置的實驗方法，包括以下步驟：

組裝所述多功能復合的軸承故障實驗裝置；

在所述多功能復合的軸承故障實驗裝置中穿入所述模擬電機轉軸，并在兩端安裝軸承；

檢查所述模擬電機轉軸連接是否穩固；

連接所述振動傳感器和所述聲學傳感器的信號線、電源線，連接電動機電源線，調節電動機電源使電機低速轉動，觀察所述模擬電機轉軸是否穩固。