一种轴承组件故障诊断装置

技术领域

本发明涉及电机分析及测量技术领域，具体的是一种轴承组件故障诊断装置。

背景技术

轴承组件是转动部件的核心，是空间执行机构产品实现空间任务长寿命的关键，也是薄弱环节之一，直接决定产品的寿命。

对控制力矩电机而言，轴承组件的失效意味着控制力矩电机单机的失效。轴承组件故障诊断系统采集轴承组件运转过程中振动信号，通过对轴承组件的振动监控和频谱分析，拟合电流和温度曲线，根据分析结果评价控制力矩电机、轴承组件以及整机的性能。

目前轴承组件故障筛选手段通过自动化跑合设备监测电流、生成曲线，通过运转电流判读系统性能，已经形成比较规范的筛选条件。

但是，故障识别手段单一不够全面，不能充分识别故障，无法判断筛选出性能较优的轴承组件；其次，由于轴承跑合筛选周期较长，随着型号产品研制数量的增加，现有配套自动化跑合设备数量不足，需要适当增加。

发明内容

为解决上述背景技术中提到的不足，本发明的目的在于提供一种轴承组件故障诊断装置。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种轴承组件故障诊断装置，包括：

包括测振仪、振动隔离与支撑子系统和自动化跑合设备子系统；

所述测振仪与所述振动隔离与支撑子系统通过测试电缆电性连接，所述振动隔离与支撑子系统与所述自动化跑合设备子系统通过测试电缆电性连接；

其中，

所述自动化跑合设备子系统用于放置待测轴承，并驱动待测轴承运行；

所述测振仪用于输出激光照射至待测轴承上，并接收待测轴承散射回的激光，然后将散射回的激光进行干涉和信号处理，判断轴承的状态；

所述振动隔离与支撑子系统用于放置自动化跑合设备子系统，以隔绝自动化跑合设备子系统的内外震动。

进一步地，所述测振仪包括主激光探头、前端解调器、工控机和数据采集分析模块。

进一步地，所述振动隔离与支撑子系统包括：隔振工作台面、隔振支撑立柱、调压装置以及气源。

进一步地，所述自动化跑合设备子系统包括：真空罐及安装工装、功率驱动电源、电机驱动测试箱以及功率电缆。

进一步地，所述主激光探头用于输出激光照射至待测轴承上，且收集待测轴承散射回的激光，经干涉产生正比与目标速度的多普勒频移信号，通过电缆输出多普勒频移信号至前端解调器。

进一步地，所述前端解调器将多普勒频移信号经过调解后得到的信号发送至工控机和数据采集分析系统，精准定位轴承系统存在的故障，并根据故障类型发送故障切除信号。

进一步地，所述真空罐及安装工装内放置被测轴承，所述被测轴承通过测试电缆与真空罐外的电机驱动测试箱电性连接。

进一步地，所述功率驱动电源通过功率电缆与电机驱动测试箱电性连接。

进一步地，所述工控机与被控轴承相连，通过工控机发送指令，对轴承的运行状态实现高性能控制；在出现故障状态时，接收故障状态信号，发送保护指令、故障切除指令等，分层级切除故障。

进一步地，本系统外接数据分析系统，采集轴承运行的关键参数，分析轴承的运行状态，定位轴承故障，并将故障信号发送至工控机当中。

本发明的有益效果：

本发明识别手段全面，能充分识别故障并判断筛选出性能较优的轴承组件。提高了产品研制效率和测试能力。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图；

图1是本发明系统结构示意图；

图2是本发明自动化跑合设备系统结构示意图；

图3是本发明电机驱动测试箱控制结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，一种轴承组件故障诊断装置，包括：

包括测振仪、振动隔离与支撑子系统和自动化跑合设备子系统；

所述测振仪与所述振动隔离与支撑子系统通过测试电缆电性连接，所述振动隔离与支撑子系统与所述自动化跑合设备子系统通过测试电缆电性连接；

其中，

所述自动化跑合设备子系统用于放置待测轴承，并驱动待测轴承运行；

所述测振仪用于输出激光照射至待测轴承上，并接收待测轴承散射回的激光，然后将散射回的激光进行干涉和信号处理，判断轴承的状态；

所述振动隔离与支撑子系统用于放置自动化跑合设备子系统，以隔绝自动化跑合设备子系统的内外震动。

需要进行说明的是，在具体实施过程中，所述测振仪包括主激光探头、前端解调器、工控机和数据采集分析模块。

需要进行说明的是，所述振动隔离与支撑子系统包括：隔振工作台面、隔振支撑立柱、调压装置以及气源。

需要进行说明的是，如图2所示，所述自动化跑合设备子系统包括：真空罐及安装工装、功率驱动电源、电机驱动测试箱以及功率电缆。

需要进行说明的是，所述主激光探头用于输出激光照射至待测轴承上，且收集待测轴承散射回的激光，经干涉产生正比与目标速度的多普勒频移信号，通过电缆输出多普勒频移信号至前端解调器。

需要进行说明的是，所述前端解调器将多普勒频移信号经过调解后得到的信号发送至工控机和数据采集分析系统。

需要进行说明的是，所述真空罐及安装工装内放置被测轴承，所述被测轴承通过测试电缆与真空罐外的电机驱动测试箱电性连接。

需要进行说明的是，所述功率驱动电源通过功率电缆与电机驱动测试箱电性连接。

需要进行说明的是，所述工控机通过电缆与被控轴承相连，通过工控机发送指令，对轴承的运行状态实现高性能控制。

需要进行说明的是，所述工控机与被控轴承相连，通过工控机发送指令，对轴承的运行状态实现高性能控制；在出现故障状态时，接收故障状态信号，发送保护指令、故障切除指令等，分层级切除故障。所述数据分析系统与工控机实现数据互联，采集轴承运行的关键参数，有效分析轴承的运行状态，及时检测轴承的故障类型，精准定位轴承的故障位置，并将故障信号发送至工控机当中。

在本实施例中，中心控制器通过控制总线与各底层控制器进行实时通讯，实现系统的事件管理和整体调度：一方面主控制器监控底层系统内各部分运行状态，例如位置、转速、电流、电压等参数信息；另一方面可以根据上位机的接收指令，驱动组件电机运行。

电机驱动系统用于实现加载电机恒速运行、加减速运行等功能。电机控制器与中心控制器通过CAN总线相连，实时接收中心控制器控制指令并进行数据交换。电机控制器以DSP TMS320F28335为核心，外扩CPLD，辅以电源电路、采样电路、信号调理电路以及保护电路等，实现系统信号采集、电机控制、保护等功能。其控制结构如图3所示。

基于同一种发明构思，本发明还提供一种计算机设备，该计算机设备包括包括：一个或多个处理器，以及存储器，用于存储一个或多个计算机程序；程序包括程序指令，处理器用于执行存储器存储的程序指令。处理器可能是中央处理单元(Central ProcessingUnit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor、DSP)、专用集成电路(Application SpecificIntegrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable GateArray，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等，其是终端的计算核心以及控制核心，其用于实现一条或一条以上指令，具体用于加载并执行计算机存储介质内一条或一条以上指令从而实现上述方法。

需要进一步进行说明的是，基于同一种发明构思，本发明还提供一种计算机存储介质，该存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器运行时执行上述方法。该存储介质可以采用一个或多个计算机可读的介质的任意组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质。计算机可读存储介质例如可以是但不限于电、磁、光、电、磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本发明中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本公开的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上显示和描述了本公开的基本原理、主要特征和本公开的优点。本行业的技术人员应该了解，本公开不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本公开的原理，在不脱离本公开精神和范围的前提下，本公开还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本公开范围内容。