滾動(dòng)軸承集成微傳感器的設(shè)計(jì)分析及實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、在傳統(tǒng)的滾動(dòng)軸承狀態(tài)監(jiān)測(cè)過(guò)程中,由于產(chǎn)生軸承故障信息的故障點(diǎn)到傳感器安裝位置的距離較遠(yuǎn),傳感器很難有效監(jiān)測(cè)到軸承的故障情況。研制一種符合軸承標(biāo)準(zhǔn)外廓尺寸的、集成微傳感器的新型軸承單元,可以使傳感器盡可能接近軸承故障和失效易發(fā)位置,不僅可以準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)到軸承早期失效從而采取有效預(yù)防措施,而且可以根據(jù)對(duì)軸承運(yùn)轉(zhuǎn)狀況的判斷做到及時(shí)翻修并減少不必要的翻修。使用這種新型軸承單元,在保證整機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)可靠性和降低維修成本方面都具有重要的理論意義和現(xiàn)實(shí)意義。<

2、br>　　本文在滿足滾動(dòng)軸承運(yùn)轉(zhuǎn)性能的前提下,綜合考慮軸承工況和各類(lèi)微傳感器的參數(shù)要求,認(rèn)為電容式加速度傳感器最適于在滾動(dòng)軸承上的集成。采用理論計(jì)算與有限元仿真分析相結(jié)合的方法,對(duì)滾動(dòng)軸承集成的微加速度傳感器的機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計(jì)分析。
　　采用滾動(dòng)軸承分析的基本理論計(jì)算與有限元仿真相結(jié)合的方法,對(duì)軸承外圈開(kāi)槽的軸承結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析,確定了開(kāi)槽對(duì)軸承外圈受力變形的影響情況。建立了針對(duì)軸承外圈開(kāi)槽時(shí),用于軸承力學(xué)分析的有限元模型,分析了不

3、同開(kāi)槽深度和不同工況對(duì)軸承外圈受力變形的影響情況,為滾動(dòng)軸承集成傳感器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)打下了基礎(chǔ)。
　　對(duì)加速度傳感器模塊與滾動(dòng)軸承進(jìn)行了集成。通過(guò)對(duì)軸承集成單元的參數(shù)標(biāo)定以及性能測(cè)試,認(rèn)為所設(shè)計(jì)的軸承集成結(jié)構(gòu)滿足軸承故障診斷的要求,可以監(jiān)測(cè)軸承早期失效狀況。搭建了滾動(dòng)軸承試驗(yàn)臺(tái),對(duì)滾動(dòng)軸承失效早期的情況進(jìn)行探索。根據(jù)軸承故障信號(hào)特征,進(jìn)行了滾動(dòng)軸承打滑和軸承外圈故障的實(shí)驗(yàn)。通過(guò)對(duì)故障信號(hào)的時(shí)域和頻域分析,驗(yàn)證了所設(shè)計(jì)軸承集成單元對(duì)于軸