[发明专利]多功能复合的轴承故障实验装置及方法

说明书

本发明公开了多功能复合的轴承故障实验装置及方法，包括：模拟发电机、电动机、模拟电机转轴、转轴加载机构和多个振动传感器；模拟发电机的输出端与电动机的输入端连接，且模拟发电机的输出端连接负载箱，负载箱可调节负载箱功率以获得不同的带负载效果，电动机的输出端与模拟电机转轴的一端连接，模拟电机转轴的另一端与转轴加载机构连接，转轴加载机构用于对模拟电机转轴进行机械加载；模拟电机转轴的两端均用于设置实验轴承，对应实验轴承设置有轴承座，轴承座上设置有多个振动传感器，采用本发明提供的装置及方法可以模拟不同轴载下电机轴承故障，对轴承初发故障进行预测，有利于保障电机安全运行。

技术领域

本发明涉及设备状态监测与测试技术领域，尤其是涉及多功能复合的轴承故障实验装置及方法。

背景技术

电动机作为重要的工程动力机械，广泛应用于冶金、煤矿、石化、船舶等工业领域，其安全运行至关重要。电动机各种故障中，轴承故障是常见的故障之一。滚动轴承作为旋转机械中一种通用性的机械部件起着承受载荷、传递载荷的作用，轴承运行状态影响着整台电机的性能。与其他机械零部件相比，滚动轴承寿命离散性很大，即有的轴承使用时间远超过其设计寿命却仍能够健康正常的运行，而有的仅仅使用一段时间便出现各种故障。轴承在负载平衡的正常运行条件下，疲劳失效始于轴承滚道、滚动体微小的裂纹，随着运行的时间逐渐扩大将导致部件表面疲劳脱离。因此，有必要对此研究，预知破坏不仅能节约开支、及时排除隐患防止事故发生，而且还能更大限度的发挥轴承的潜力。因此，进行电机轴承故障检测，尤其是对轴承初发故障检测对保障电机安全运行具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的是提供多功能复合的轴承故障实验装置及方法，可以模拟不同轴载下电机轴承故障，对轴承初发故障进行预测，有利于保障电机安全运行。

为实现上述目的，本发明提供了一种多功能复合的轴承故障实验装置，包括：模拟发电机、电动机、模拟电机转轴、转轴加载机构和多个振动传感器；所述模拟发电机的输出端与所述电动机的输入端连接，且所述模拟发电机的输出端连接负载箱，所述负载箱可调节负载箱功率以获得不同的带负载效果，所述电动机的输出端与所述模拟电机转轴的一端连接，所述模拟电机转轴的另一端与所述转轴加载机构连接，所述转轴加载机构用于对所述模拟电机转轴进行机械加载；所述模拟电机转轴的两端均用于设置实验轴承，对应所述实验轴承设置有轴承座，所述轴承座上设置有多个所述振动传感器。

优选的，所述电动机为鼠笼式异步电动机。

优选的，所述轴承为滚珠轴承。

优选的，所述轴承座径向的水平和竖直方向均设置有所述振动传感器。

优选的，所述装置还包括第一底部固定板和第二底部固定板，所述模拟发电机和所述鼠笼式电动机设置在所述第一底部固定板上，所述模拟电机轴和转轴加载机构设置在所述第二底部固定板上。

优选的，所述装置还包括联轴器，所述鼠笼式电动机的两端通过两侧联轴器分别连接到所述模拟发电机和所述模拟电机转轴上。

优选的，所述装置还包括多个声学传感器，多个所述声学传感器布置在靠近所述转轴加载机构一侧的所述轴承上。

优选的，所述声学传感器的数量为2个。

优选的，所述振动传感器的数量为8个。

本发明还提供了一种基于上述的多功能复合的轴承故障实验装置的实验方法，包括以下步骤：

组装所述多功能复合的轴承故障实验装置；

在所述多功能复合的轴承故障实验装置中穿入所述模拟电机转轴，并在两端安装轴承；

检查所述模拟电机转轴连接是否稳固；

连接所述振动传感器和所述声学传感器的信号线、电源线，连接电动机电源线，调节电动机电源使电机低速转动，观察所述模拟电机转轴是否稳固。