一种滚动轴承组合故障模拟实验台及其模拟方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及机械领域，特别是一种用于模拟滚动轴承组合故障的实验台及其模拟 方法。
【背景技术】
[0002] 滚动轴承是机械系统中应用最为广泛的部件之一，同时也是机械设备中最为重要 的零部件之一，在保障机械系统安全可靠运行中发挥着关键作用，其运行状态是否良好直 接影响机械系统能否正常运行。目前针对滚动轴承的研究主要集中在轴承单一故障的诊断 分析上，单一故障是指轴承内圈故障、外圈故障或者滚动体故障。
[0003] 而在工程实际中，除了单一故障外，滚动轴承在许多时候还往往处于复合故障的 状态，复合故障即是同时存在上述单一故障的至少两种。复合故障由于故障机理相对复杂， 影响的因素较多，有时候即使故障程度较为轻微也会导致轴承失效。因此，研究滚动轴承复 合故障的标志性特征，从而建立典型故障特征与复合故障种类之间的映射关系便显得意义 重大。
[0004] 现有的滚动轴承试验台大多只能模拟轴承某特定的单一故障形式，若需模拟另外 一种故障则需更换轴承，通用性较差，且存在更换轴承困难、无法适用于不同类型的轴承等 问题。鉴于此，设计开发出一套适用于不同类型滚动轴承、可实现多种组合性故障模拟的实 验台，从而为滚动轴承复合故障的研究与识别奠定基础便显得尤为重要。
【发明内容】
[0005] 本发明针对现有技术的不足，提供一种滚动轴承组合故障模拟实验台及其模拟方 法，它能够同时模拟滚动轴承多种单一性故障和复合性故障、且适用于多种类型滚动轴承。
[0006] 为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下： 一种滚动轴承组合故障模拟实验台，包括转轴-轴承机构、用于支撑并定位转轴-轴承 机构的支撑机构、用于驱动转轴旋转的驱动机构W及用于测量轴承振动信号的信号测取机 构；所述转轴-轴承机构包括转轴和套装在转轴上的故障模拟轴承；所述支撑机构包括底 座和通过滑轨设置在底座上用于夹紧故障模拟轴承外圈的一对上下剖分式轴承座，所述转 轴穿接在上下剖分式轴承座中；所述驱动机构包括设置在底座一端的驱动电机，驱动电机 经联轴器连接转轴的一端；所述信号测取机构包括设置在上下剖分式轴承座上用于对故障 模拟轴承的振动信号进行测取的振动传感器组。
[0007] 上述滚动轴承组合故障模拟实验台，所述转轴上共设置有两组轴承组，两组轴承 组分别安装在转轴的两端，每组轴承组包含八个不同故障状态的故障模拟轴承；两个上 下剖分式轴承座可根据需要各与两组轴承组中的其中一个轴承进行配合，从而实现对转 轴-轴承机构的支撑和对轴承进行不同组合故障的模拟。
[0008] 上述滚动轴承组合故障模拟实验台，所述转轴的中部设置有用于调节质量平衡的 转盘，转盘的端面上每隔30°设有一个用于安装质量块的配重螺纹孔。
[0009] 上述滚动轴承组合故障模拟实验台，所述转轴上设置有轴承定位螺纹孔，故障模 拟轴承与转轴之间为间隙配合，故障模拟轴承内圈的一侧焊接有套装在转轴上的套筒，套 筒上对应转轴上轴承定位螺纹孔的位置设置有轴承固定螺纹孔，故障模拟轴承通过穿接在 轴承固定螺纹孔与轴承定位螺纹孔中的内圈固定螺钉定位。
[0010] 上述滚动轴承组合故障模拟实验台，所述上下剖分式轴承座包括通过上盖夹紧螺 钉连接的轴承座下盖和轴承座上盖，轴承座下盖配装在底座的滑轨上；所述底座上滑轨的 外侧设置有轴承座定位螺纹孔，轴承座下盖通过轴承座固定螺栓与轴承座定位螺纹孔配合 固定在底座上。
[0011] 上述滚动轴承组合故障模拟实验台，所述振动传感器组包括相互垂直安装的竖直 径向振动传感器、水平径向振动传感器W及水平轴向振动传感器，所述竖直径向振动传感 器垂直安装在轴承座上盖顶端外圆面的中部，水平径向振动传感器垂直安装在轴承座下盖 的径向竖直平面上，水平轴向振动传感器垂直安装在轴承座下盖轴向竖直平面上。
[0012] 一种利用上述滚动轴承组合故障模拟实验台进行轴承组合故障模拟的方法，①、 所述滚动轴承组合故障的模拟方法按W下步骤进行： a. 在转轴两端各安装一组故障模拟轴承（5)，且两组故障模拟轴承的故障设置和排列 顺序相同； b. 将两个上下剖分式轴承座（7)沿滑轨（12)轴向移动至两组故障模拟轴承中所需要 测试的故障模拟轴承（5)上，通过轴承座固定螺栓（6)将上下剖分式轴承座（7)固定在底座 (1)上两排等距的轴承座定位螺纹孔（13)上； C.通过梓紧轴承座上盖（7-1)的上盖夹紧螺钉（7-2 )夹紧和固定对应故障模拟轴承的 外圈； d.启动驱动电机，通过振动传感器组即可测得故障模拟轴承的振动信号，完成对轴承 组合故障的模拟； ②、实现对不同种类滚动轴承进行组合故障模拟的方法为： a. 拆除联轴器（3)的紧固螺栓-螺母（4)和上下剖分式轴承座（7)上的上盖夹紧螺钉 (7-2)，将转轴-轴承机构整个取下； b. 然后梓下套筒（5-2)上的内圈固定螺钉（14)，将原来转轴（8)上的两组故障模拟轴 承（5)卸下； C.换上不同种类、相同故障设置的故障模拟轴承，从而实现对故障模拟轴承（5)的拆 卸和更换； ⑨、对轴承故障进行判别： a.按式一计算无故障轴承的时间-小波能量谱滴参考值r、外圈单一故障轴承的时 间-小波能量谱滴参考值ri、滚动体单一故障轴承的时间-小波能量谱滴参考值ivW及内 圈单一故障轴承的时间-小波能量谱滴参考值iV其中，r〉ri〉r2〉r3;
【主权项】
1. 一种滚动轴承组合故障模拟实验台，其特征在于：包括转轴-轴承机构、用于支撑 并定位转轴-轴承机构的支撑机构、用于驱动转轴旋转的驱动机构以及用于测量轴承振动 信号的信号测取机构；所述转轴-轴承机构包括转轴（8)和套装在转轴上的故障模拟轴承 (5);所述支撑机构包括底座（1)和通过滑轨（12)设置在底座上用于夹紧故障模拟轴承外 圈的一对上下剖分式轴承座（7)，所述转轴穿接在上下剖分式轴承座（7)中；所述驱动机构 包括设置在底座（1) 一端的驱动电机（2)，驱动电机经联轴器（3)连接转轴的一端；所述信 号测取机构包括设置在上下剖分式轴承座（7)上用于对故障模拟轴承（5)的振动信号进行 测取的振动传感器组。
2. 根据权利要求1所述的滚动轴承组合故障模拟实验台，其特征在