軸承故障預(yù)測研究的新型實(shí)驗(yàn)臺-BPS

　　SpectraQuest 公司開發(fā)了一個(gè)進(jìn)行軸承磨損和軸承損壞過程研究的 新型軸承故障預(yù)測實(shí)驗(yàn)臺(BPS) 。BPS一個(gè)顯著的特征就是采用SpectraQuest公司設(shè)計(jì)的測量軸承摩擦扭矩、軸承軸向和徑向載荷的傳感器。該實(shí)驗(yàn)臺可在三種可選模式下運(yùn)行： (1) 恒定轉(zhuǎn)速，(2)純振蕩， (3)振蕩和轉(zhuǎn)動(dòng)疊加運(yùn)動(dòng)?？蛇M(jìn)行滾動(dòng)軸承、油膜潤滑軸承和油脂滑動(dòng)軸承研究。通過摩擦扭矩傳感器和壓力傳感器獲取當(dāng)前軸承*的數(shù)據(jù)，研究軸承故障特征和建立軸承故障預(yù)測模型。該實(shí)驗(yàn)臺通過例行監(jiān)測軸承運(yùn)行狀態(tài)可以建立軸承剩余壽命的預(yù)測模型。該扭矩傳感器在小摩擦力矩下測量幾千英鎊軸向和徑向載荷，具有很高的靈敏度。該實(shí)驗(yàn)臺通過油膜潤滑盡量減少噪聲，還可提供更高轉(zhuǎn)速和更大負(fù)載的實(shí)驗(yàn)臺。

用于軸承故障加速實(shí)驗(yàn)的智能實(shí)驗(yàn)臺　

　　軸承是旋轉(zhuǎn)機(jī)械的重要部件。軸承意外故障會造成停產(chǎn)，導(dǎo)致重大的經(jīng)濟(jì)損失和不可修復(fù)的破壞。大多數(shù)狀態(tài)監(jiān)測程序定期檢測軸承振動(dòng)和分析故障特征，以評估其健康狀態(tài)，即估計(jì)其損害程度。嚴(yán)格根據(jù)歷史數(shù)據(jù)或統(tǒng)計(jì)分析評估導(dǎo)致誤判，過早更換軸承，造成生產(chǎn)損失。目前建立軸承健康預(yù)測模型難以實(shí)現(xiàn)，可能是由于缺乏軸承故障加速測試實(shí)驗(yàn)臺和檢測關(guān)鍵參數(shù)的傳感器。SpectraQuest’s 公司的BPS 這些空白。

優(yōu)點(diǎn):

·進(jìn)行軸承磨損過程的基礎(chǔ)研究

·研究滾動(dòng)軸承損傷深化機(jī)制，油膜滑動(dòng)軸承和油脂潤滑軸承

·了解軸承故障機(jī)理與負(fù)載、轉(zhuǎn)速、軸承振蕩的關(guān)系

·研究基于損傷發(fā)展、轉(zhuǎn)速、振幅和加載類型的軸承剩余壽命預(yù)測模型

·研究信號處理技術(shù)和傳感技術(shù)，來進(jìn)行軸承故障預(yù)測的狀態(tài)監(jiān)測

·研究振動(dòng)、電機(jī)電流、負(fù)載、摩擦和噪聲之間的關(guān)系

·驗(yàn)證基于模型的故障診斷和預(yù)測算法

配有滾動(dòng)軸承和步進(jìn)電機(jī)的軸承故障預(yù)測實(shí)驗(yàn)臺

特點(diǎn):

·用于軸承故障預(yù)測研究的模塊化、穩(wěn)健、多功能實(shí)驗(yàn)臺

·同時(shí)測量軸承徑向、軸向負(fù)載和摩擦力矩

·設(shè)計(jì)的智能摩擦力矩傳感器用于測量軸承在重載下的小摩擦力矩

·可編程電機(jī)可輸入有無轉(zhuǎn)速時(shí)恒速和振蕩運(yùn)動(dòng)的參數(shù)

·配有測試用的滾動(dòng)軸承、油脂潤滑軸承、油膜滑動(dòng)軸承

·用于不同類型載荷的可互換變速交流電機(jī)和伺服電機(jī)

·操作簡便的液承加載系統(tǒng)

·易于安裝和拆除的測試軸承 

可測力的軸承加載系統(tǒng)

　　SpectraQuest’s公司的軸承故障預(yù)測模擬實(shí)驗(yàn)臺(BPS)用液壓方式實(shí)現(xiàn)軸承軸向和徑向加載。進(jìn)行測試來觀察不同類型的軸承損傷發(fā)生到擴(kuò)展。該實(shí)驗(yàn)臺可在三種不同的模式下工作(1) 恒定轉(zhuǎn)速， (2) 振蕩運(yùn)動(dòng)，(3) 振蕩和轉(zhuǎn)動(dòng)疊加運(yùn)動(dòng)。一臺PC可編程變頻交流異步電動(dòng)機(jī)用于提供高達(dá)6000轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速(根據(jù)要求可提供更高轉(zhuǎn)速的實(shí)驗(yàn)臺)，同時(shí)編程控制的步進(jìn)電機(jī)可用于振蕩運(yùn)動(dòng)或低轉(zhuǎn)速(10-180轉(zhuǎn)/分鐘)。這兩種電機(jī)可以互換，并可方便地安裝在BPS實(shí)驗(yàn)臺上。

測試軸承懸臂安裝，兩個(gè)重載滾動(dòng)軸承用于支撐。根據(jù)客戶的要求可提供油膜軸承系統(tǒng)。選擇懸臂安裝便于測試時(shí)軸承加載和測量摩擦力矩。 液壓加載系統(tǒng)可用于軸承軸向和徑向加載。液壓系統(tǒng)包括油缸、閥、手壓泵、壓力表、壓力傳感器和加載圓柱體組成。該加載系統(tǒng)可以給軸承座提供6000磅（約27KN）的徑向載荷。壓力傳感器安裝在加載圓柱體和測試軸承座之間，用來測量系統(tǒng)施加的力。

振蕩載荷下測量的力

　　壓力傳感器是基于應(yīng)變儀，是自行開發(fā)的，用來測量系統(tǒng)施加的力和分析磨損增加對軸承信號的影響。該傳感器確保通過調(diào)整系統(tǒng)加載力的方向和作用點(diǎn)使力加在軸承中心線上，這是加載最重要的方面。

研究軸承摩擦力矩特性的理想工具

　　隨著軸承損壞的發(fā)展，軸承的轉(zhuǎn)動(dòng)和靜止部分間摩擦力特性將會有所改變。軸承摩擦力矩傳感器系統(tǒng)為完成特性研究而設(shè)計(jì)。這種新型的傳感器可消除與彎曲力有關(guān)的扭矩和最小化支承結(jié)構(gòu)影響。它也可以用于現(xiàn)場調(diào)整，消除側(cè)向載荷增加對支撐變形的影響。這種巧妙的設(shè)計(jì)可獲得隨著軸承破損加劇的摩擦力矩信息。信息可用于表征軸承失效機(jī)制，發(fā)展故障預(yù)測模型。

裝配方便、經(jīng)久耐用的軸承故障預(yù)測實(shí)驗(yàn)臺

　　軸承故障預(yù)測實(shí)驗(yàn)臺易于拆除和安裝測試軸承。該裝置適于安裝滾動(dòng)軸承、油膜軸承、油脂潤滑軸承等不同類型的軸承。一個(gè)完整的油循環(huán)系統(tǒng)包括為測試軸承提供油壓的泵。該實(shí)驗(yàn)臺功能強(qiáng)大且橫向剛度高，當(dāng)數(shù)千英鎊力加在測試軸承上時(shí)不會屈服。測試軸承座易于安裝和拆除軸承。提供了安裝傳感器所需配件。軸承故障預(yù)測實(shí)驗(yàn)臺安裝在隔振塊上，最小化周圍壞境的振動(dòng)傳遞。

傳感器和數(shù)據(jù)采集

　　加速傳感器安裝在軸承座上用來測量三個(gè)方向的振動(dòng)。溫度傳感器也可用于軸承外圈的溫度監(jiān)測和分析，潤滑油殘留可以收集起來，用于潤滑和軸承狀態(tài)分析。也可按照客戶要求安裝其它傳感器。Spectra Quest公司提供了數(shù)據(jù)采集硬件和軟件，以便進(jìn)行時(shí)域和頻域信號分析。

軸承故障預(yù)測實(shí)驗(yàn)臺的結(jié)構(gòu)和可選套件

軸承故障預(yù)測實(shí)驗(yàn)臺提供了進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和研究軸承故障振動(dòng)特征的基本配置。詳細(xì)的故障預(yù)測研究，需要通過可選套件來獲得所需的附件和裝置。

橫向壓力傳感器(BP-TFT)

·測量施加在測試軸承上的橫向力

·研究磨損軸承轉(zhuǎn)動(dòng)中橫向力的波動(dòng)

·研究橫向力對振蕩扭轉(zhuǎn)載荷的響應(yīng)

·軸承磨損加劇的信號分析

·本套件包括一個(gè)軸向壓力傳感器和一個(gè)信號調(diào)節(jié)器

摩擦扭矩傳感器(BP-FTT)

·研究轉(zhuǎn)動(dòng)和靜止部件之間摩擦力的特征

·研究摩擦軸承磨損的演化

·本套件包括一個(gè)摩擦扭矩傳感器、一個(gè)扭矩架和一個(gè)信號調(diào)節(jié)器

油脂潤滑軸承(BP-GR)

·進(jìn)行油脂潤滑軸承磨損演化的基礎(chǔ)研究

·建立損傷擴(kuò)展機(jī)理的模型

·驗(yàn)證基于模型的診斷和預(yù)測算法 

·本套件包括油脂潤滑軸承、輪轂和安裝零配件

步進(jìn)電機(jī)(BP-STEP)

·研究振蕩負(fù)載下軸承磨損的模式

·研究軸承對波動(dòng)載荷的響應(yīng)

·本套件包括步進(jìn)電機(jī)、一個(gè)控制器和一個(gè)編碼器

軸向力加載器(BP-AXL)

·軸向載荷下軸承磨損的研究和建模

·本套件包括一個(gè)軸向加載器和安裝零配件

軸向力傳感器(BP-AFT)

·測量動(dòng)態(tài)激勵(lì)下主軸的軸向載荷

·研究力和振動(dòng)頻譜的相位關(guān)系

·研究軸向力對轉(zhuǎn)速和軸向載荷的響應(yīng)

·驗(yàn)證和完善轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)模型，提高建模能力

·本套件包括一個(gè)軸向力傳感器和一個(gè)信號調(diào)節(jié)器

·需與BP-AXL配套使用

油膜潤滑軸承 (BP-OIL)

·減少實(shí)驗(yàn)臺支承軸承的振動(dòng)信號，提高測試軸承信號質(zhì)量

·本套件包括油膜潤滑軸承、安裝零配件、帶泵的油路系統(tǒng)、壓力表、不銹鋼油罐、回流安全開關(guān)、壓力表、壓力聯(lián)鎖器

抗沖擊透明防護(hù)罩(BP-COV)

·為了提高安全性，帶鎖的耐沖擊透明防護(hù)罩，有電動(dòng)機(jī)聯(lián)鎖開關(guān)，當(dāng)防護(hù)罩打開時(shí)電動(dòng)機(jī)自動(dòng)停止

·本套件包括一個(gè)聚碳酸酯安全罩