滾動軸承集成微傳感器的設計分析及實驗研究.pdf

1、在傳統(tǒng)的滾動軸承狀態(tài)監(jiān)測過程中,由于產(chǎn)生軸承故障信息的故障點到傳感器安裝位置的距離較遠,傳感器很難有效監(jiān)測到軸承的故障情況。研制一種符合軸承標準外廓尺寸的、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,不僅可以準確監(jiān)測到軸承早期失效從而采取有效預防措施,而且可以根據(jù)對軸承運轉(zhuǎn)狀況的判斷做到及時翻修并減少不必要的翻修。使用這種新型軸承單元,在保證整機運轉(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)實意義。<

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

3、同開槽深度和不同工況對軸承外圈受力變形的影響情況,為滾動軸承集成傳感器的結(jié)構(gòu)設計打下了基礎。
　　對加速度傳感器模塊與滾動軸承進行了集成。通過對軸承集成單元的參數(shù)標定以及性能測試,認為所設計的軸承集成結(jié)構(gòu)滿足軸承故障診斷的要求,可以監(jiān)測軸承早期失效狀況。搭建了滾動軸承試驗臺,對滾動軸承失效早期的情況進行探索。根據(jù)軸承故障信號特征,進行了滾動軸承打滑和軸承外圈故障的實驗。通過對故障信號的時域和頻域分析,驗證了所設計軸承集成單元對于軸