全文摘要
本实用新型提供一种基于轴承钢胶合故障静电在线监测装置。所述基于轴承钢胶合故障静电在线监测装置包括：安装箱；旋转装置，所述旋转装置设置于所述安装箱的内部，所述旋转装置包括转动轴，所述转动轴的底端转动连接于所述安装箱的内壁的底部，所述转动轴的顶端贯穿所述安装箱并延伸至所述安装箱的顶部。本实用新型提供的基于轴承钢胶合故障静电在线监测装置，将奇异值差分谱方法应用于磨损区域静电信号的去噪，取得了较好的效果，磨损区域静电监测技术在胶合发生前监测到异常，静电信号与摩擦系数均发生剧烈变化，具有一致性，证明了磨损区域静电监测技术的可行性以及工程应用价值，摩擦系数随载荷的增大而减小，随转速的升高而降低。
主设计要求
1.一种基于轴承钢胶合故障静电在线监测装置，其特征在于，包括：安装箱；旋转装置，所述旋转装置设置于所述安装箱的内部，所述旋转装置包括转动轴，所述转动轴的底端转动连接于所述安装箱的内壁的底部，所述转动轴的顶端贯穿所述安装箱并延伸至所述安装箱的顶部，所述转动轴延伸至所述安装箱的顶部的一端固定连接有旋转盘，所述旋转盘的底部转动连接于所述安装箱的顶部；第一传动结构，所述第一传动结构设置于于所述安装箱的内壁的底部的一侧，所述第一传动结构包括第一L型板，所述第一L型板的底部滑动连接于所述安装箱的内壁的底部；第一电机，所述第一电机的底部固定于所述第一L型板的顶部，所述第一电机的输出轴的外表面固定连接有第一锥齿轮；第二传动结构，所述第二传动结构设置于所述安装箱的内壁的底部的另一侧，所述第二传动结构包括第二L型板，所述第二L型板的底部滑动连接于所述安装箱的内壁的底部；第二电机，所述第二电机的底部固定于所述第二L型板的顶部，所述第二电机的输出轴的外表面固定连接有第一齿轮；U型架，所述U型架的底部的两侧分别固定于所述安装箱的顶部的两侧；调节装置，调节装置固定于所述U型架的内壁的顶部，所述调节装置包括活动箱，所述活动箱的顶部固定于所述U型架的内壁的顶部；滑动板，所述滑动板的顶部滑动连接于所述活动箱的内壁的顶部；T型板，所述T型板的两侧分别滑动连接于所述活动箱的内壁的两侧，所述T型板的底部贯穿所述活动箱并延伸至所述活动箱的底部；监测结构，所述监测结构设置于所述T型板延伸至所述活动箱的底部的一端，所述监测结构包括长销，所述长销的底部固定安装有钢球，所述长销的外表面设置有静电传感器；卡紧装置，所述卡紧装置设置于所述滑动板的一侧，所述卡紧装置包括卡块，所述卡块的另一侧贯穿所述活动箱并延伸至所述活动箱的外部。
设计方案
1.一种基于轴承钢胶合故障静电在线监测装置，其特征在于，包括：
安装箱；
旋转装置，所述旋转装置设置于所述安装箱的内部，所述旋转装置包括转动轴，所述转动轴的底端转动连接于所述安装箱的内壁的底部，所述转动轴的顶端贯穿所述安装箱并延伸至所述安装箱的顶部，所述转动轴延伸至所述安装箱的顶部的一端固定连接有旋转盘，所述旋转盘的底部转动连接于所述安装箱的顶部；
第一传动结构，所述第一传动结构设置于于所述安装箱的内壁的底部的一侧，所述第一传动结构包括第一L型板，所述第一L型板的底部滑动连接于所述安装箱的内壁的底部；
第一电机，所述第一电机的底部固定于所述第一L型板的顶部，所述第一电机的输出轴的外表面固定连接有第一锥齿轮；
第二传动结构，所述第二传动结构设置于所述安装箱的内壁的底部的另一侧，所述第二传动结构包括第二L型板，所述第二L型板的底部滑动连接于所述安装箱的内壁的底部；
第二电机，所述第二电机的底部固定于所述第二L型板的顶部，所述第二电机的输出轴的外表面固定连接有第一齿轮；
U型架，所述U型架的底部的两侧分别固定于所述安装箱的顶部的两侧；
调节装置，调节装置固定于所述U型架的内壁的顶部，所述调节装置包括活动箱，所述活动箱的顶部固定于所述U型架的内壁的顶部；
滑动板，所述滑动板的顶部滑动连接于所述活动箱的内壁的顶部；
T型板，所述T型板的两侧分别滑动连接于所述活动箱的内壁的两侧，所述T型板的底部贯穿所述活动箱并延伸至所述活动箱的底部；
监测结构，所述监测结构设置于所述T型板延伸至所述活动箱的底部的一端，所述监测结构包括长销，所述长销的底部固定安装有钢球，所述长销的外表面设置有静电传感器；
卡紧装置，所述卡紧装置设置于所述滑动板的一侧，所述卡紧装置包括卡块，所述卡块的另一侧贯穿所述活动箱并延伸至所述活动箱的外部。
2.根据权利要求1所述的基于轴承钢胶合故障静电在线监测装置，其特征在于，所述安装箱的内壁的两侧均固定连接有螺纹块，所述螺纹块的内部螺纹连接有丝杆，两个所述丝杆的另一端分别转动连接于所述第一L型板和第二L型板相离的一侧。
3.根据权利要求2所述的基于轴承钢胶合故障静电在线监测装置，其特征在于，两个所述丝杆的另一端贯穿所述安装箱并延伸至所述安装箱的外部。
4.根据权利要求1所述的基于轴承钢胶合故障静电在线监测装置，其特征在于，所述转动轴位于所述安装箱的内部的外表面从上至下依次固定连接有第二齿轮和第二锥齿轮，所述第二齿轮的外表面与所述第一齿轮的外表面啮合，所述第二锥齿轮的外表面与所述第一锥齿轮的外表面啮合。
5.根据权利要求1所述的基于轴承钢胶合故障静电在线监测装置，其特征在于，所述滑动板底部的两侧均活动连接有连接杆，所述连接杆的底端活动连接于所述T型板的顶部。
6.根据权利要求1所述的基于轴承钢胶合故障静电在线监测装置，其特征在于，所述活动箱的一侧滑动连接有与所述卡块相适配的T型块。
7.根据权利要求6所述的基于轴承钢胶合故障静电在线监测装置，其特征在于，所述活动箱的一侧的顶部固定连接有挡板，所述挡板的底部和所述T型块的顶部之间固定连接有挤压弹簧。
设计说明书
技术领域
本实用新型涉及轴承钢监测领域，尤其涉及一种基于轴承钢胶合故障静电在线监测装置。
背景技术
轴承钢是用来制造滚珠、滚柱和轴承套圈的钢。轴承钢有高而均匀的硬度和耐磨性，以及高的弹性极限。对轴承钢的化学成分的均匀性、非金属夹杂物的含量和分布、碳化物的分布等要求都十分严格，是所有钢铁生产中要求最严格的钢种之一。
滑动摩擦润滑失效将导致接触表面胶合乃至设备的损坏，在高速重载条件下，如发动机齿轮轴承等传动部件，表面胶合失效是其重要失效形式。目前在线监测技术主要有振动监测和滑油系统较大颗粒监测等，但是这些方法从发现异常到设备失效往往时间很短，不能进行故障早期预报，导致非计划维修或设备停机。
因此，有必要提供一种基于轴承钢胶合故障静电在线监测装置解决上述技术问题。
实用新型内容
本实用新型提供一种基于轴承钢胶合故障静电在线监测装置，解决了不能进行故障早期预报，导致非计划维修或设备停机的问题。
为解决上述技术问题，本实用新型提供的基于轴承钢胶合故障静电在线监测装置包括：安装箱；旋转装置，所述旋转装置设置于所述安装箱的内部，所述旋转装置包括转动轴，所述转动轴的底端转动连接于所述安装箱的内壁的底部，所述转动轴的顶端贯穿所述安装箱并延伸至所述安装箱的顶部，所述转动轴延伸至所述安装箱的顶部的一端固定连接有旋转盘，所述旋转盘的底部转动连接于所述安装箱的顶部；第一传动结构，所述第一传动结构设置于于所述安装箱的内壁的底部的一侧，所述第一传动结构包括第一L型板，所述第一L型板的底部滑动连接于所述安装箱的内壁的底部；第一电机，所述第一电机的底部固定于所述第一L型板的顶部，所述第一电机的输出轴的外表面固定连接有第一锥齿轮；第二传动结构，所述第二传动结构设置于所述安装箱的内壁的底部的另一侧，所述第二传动结构包括第二L型板，所述第二L型板的底部滑动连接于所述安装箱的内壁的底部；第二电机，所述第二电机的底部固定于所述第二L型板的顶部，所述第二电机的输出轴的外表面固定连接有第一齿轮；U型架，所述U型架的底部的两侧分别固定于所述安装箱的顶部的两侧；调节装置，调节装置固定于所述U型架的内壁的顶部，所述调节装置包括活动箱，所述活动箱的顶部固定于所述U型架的内壁的顶部；滑动板，所述滑动板的顶部滑动连接于所述活动箱的内壁的顶部；T型板，所述T型板的两侧分别滑动连接于所述活动箱的内壁的两侧，所述T型板的底部贯穿所述活动箱并延伸至所述活动箱的底部；监测结构，所述监测结构设置于所述T型板延伸至所述活动箱的底部的一端，所述监测结构包括长销，所述长销的底部固定安装有钢球，所述长销的外表面设置有静电传感器；卡紧装置，所述卡紧装置设置于所述滑动板的一侧，所述卡紧装置包括卡块，所述卡块的另一侧贯穿所述活动箱并延伸至所述活动箱的外部。
优选的，所述安装箱的内壁的两侧均固定连接有螺纹块，所述螺纹块的内部螺纹连接有丝杆，两个所述丝杆的另一端分别转动连接于所述第一L型板和第二L型板相离的一侧。
优选的，两个所述丝杆的另一端贯穿所述安装箱并延伸至所述安装箱的外部。
优选的，所述转动轴位于所述安装箱的内部的外表面从上至下依次固定连接有第二齿轮和第二锥齿轮，所述第二齿轮的外表面与所述第一齿轮的外表面啮合，所述第二锥齿轮的外表面与所述第一锥齿轮的外表面啮合。
优选的，所述滑动板底部的两侧均活动连接有连接杆，所述连接杆的底端活动连接于所述T型板的顶部。
优选的，所述活动箱的一侧滑动连接有与所述卡块相适配的T型块。
优选的，所述活动箱的一侧的顶部固定连接有挡板，所述挡板的底部和所述T型块的顶部之间固定连接有挤压弹簧。
与相关技术相比较，本实用新型提供的基于轴承钢胶合故障静电在线监测装置具有如下有益效果：
本实用新型提供一种基于轴承钢胶合故障静电在线监测装置，通过第一电机的启动，可以带动第一锥齿轮进行旋转，第一锥齿轮旋转时，就会带动第二锥齿轮进行旋转，间接带动转动轴进行旋转，从而带动旋转盘进行旋转，这时旋转盘就可以与钢球进行摩擦，当需要改变旋转盘的转速时，旋转左侧的丝杆，丝杆旋转时，就会带动第一L型板向左运动，间接带动第一电机运动，使得第一锥齿轮与第二锥齿轮失去接触，同时转动右侧的丝杆，使得丝杆带动第二L型板向左运动，第二L型板向左运动时，就会带动第二电机和第一齿轮向左运动，使得第一齿轮与第二齿轮进行啮合，这时通过第二电机的启动，可以带动第一齿轮和第二齿轮进行旋转，由于第一齿轮的周长时第二齿轮的两倍，第一齿轮旋转一周，第二齿轮旋转两周，从而加快了转动轴的转速，间接改变旋转盘的旋转速度，以便于监测处不同的果，并且运动向左卡块，卡块运动时，就会带动滑动板向左运动后，间接带动两个连接杆进行摆动，连接杆摆动，就会带动T型板向下运动，T型板向下运动时，就会通过长销带动钢球向下运动，从而加大了载荷，这时通过静电传感器就可以进行监测，这时就完成了轴承钢的检测，将奇异值差分谱方法应用于磨损区域静电信号的去噪，取得了较好的效果，磨损区域静电监测技术在胶合发生前监测到异常，在胶合发生时，静电信号与摩擦系数均发生剧烈变化，具有一致性，证明了磨损区域静电监测技术的可行性以及工程应用价值，通过大样本空间下的平行水平的胶合试验，统计得到静电信号的幅值和均方根值反应了四个阶段：磨合磨损阶段，稳定磨损阶段，早期胶合阶段以及胶合阶段，在稳定磨损阶段，摩擦系数随载荷的增大而减小，随转速的升高而降低；静电信号RMS值随载荷的变化很小，随转速的升高而增大。
附图说明
图1为本实用新型提供的基于轴承钢胶合故障静电在线监测装置的一种较佳实施例的结构示意图；
图2为图1所示的基于轴承钢胶合故障静电在线监测装置的正面图；
图3为图1所示的调节装置的结构示意图；
图4为图3所示的A部放大示意图；
图5为现有技术中的数据采集系统图。
图中标号：1、安装箱，2、旋转装置，21、转动轴，22、旋转盘，23、第二齿轮，24、第二锥齿轮，3、第一传动结构，31、第一L型板，32、第一电机，33、第一锥齿轮，4、第二传动结构，41、第二L型板，42、第二电机，43、第一齿轮，5、U型架，6、调节装置，61、活动箱，62、滑动板，63、T型板，64、连接杆，7、监测结构，71、长销，72、钢球，73、静电传感器，8、卡紧装置，81、卡块，82、T型块，83、挡板，84、挤压弹簧，9、螺纹块，10、丝杆。
具体实施方式
下面结合附图和实施方式对本实用新型作进一步说明。
请结合参阅图1、图2、图3、图4和图5，其中，图1为本实用新型提供的基于轴承钢胶合故障静电在线监测装置的一种较佳实施例的结构示意图；图2为图1所示的基于轴承钢胶合故障静电在线监测装置的正面图；图3为图1所示的调节装置的结构示意图；图4为图3所示的A部放大示意图；图5为现有技术中的数据采集系统图。基于轴承钢胶合故障静电在线监测装置包括：安装箱1；旋转装置2，所述旋转装置2设置于所述安装箱1的内部，所述旋转装置2包括转动轴21，所述转动轴21的底端转动连接于所述安装箱1的内壁的底部，所述转动轴21的顶端贯穿所述安装箱1并延伸至所述安装箱1的顶部，所述转动轴21延伸至所述安装箱1的顶部的一端固定连接有旋转盘22，所述旋转盘22的底部转动连接于所述安装箱1的顶部；第一传动结构3，所述第一传动结构3设置于于所述安装箱1的内壁的底部的一侧，所述第一传动结构3包括第一L型板31，所述第一L型板31的底部滑动连接于所述安装箱1的内壁的底部；第一电机32，所述第一电机32的底部固定于所述第一L型板31的顶部，所述第一电机32的输出轴的外表面固定连接有第一锥齿轮33；第二传动结构4，所述第二传动结构4设置于所述安装箱1的内壁的底部的另一侧，所述第二传动结构4包括第二L型板41，所述第二L型板41的底部滑动连接于所述安装箱1的内壁的底部；第二电机42，所述第二电机42的底部固定于所述第二L型板41的顶部，在这里第一电机32和第二电机42均与外界电源连接，所述第二电机42的输出轴的外表面固定连接有第一齿轮43；U型架5，所述U型架5的底部的两侧分别固定于所述安装箱1的顶部的两侧，在这里U型架5为屏蔽材料；调节装置6，调节装置6固定于所述U型架5的内壁的顶部，所述调节装置6包括活动箱61，所述活动箱61的顶部固定于所述U型架5的内壁的顶部；滑动板62，所述滑动板62的顶部滑动连接于所述活动箱61的内壁的顶部；T型板63，所述T型板63的两侧分别滑动连接于所述活动箱61的内壁的两侧，所述T型板63的底部贯穿所述活动箱61并延伸至所述活动箱61的底部；监测结构7，所述监测结构7设置于所述T型板63延伸至所述活动箱61的底部的一端，所述监测结构7包括长销71，所述长销71的底部固定安装有钢球72，所述长销71的外表面设置有静电传感器73，在这里静电传感器73探极的信号引线采用单芯屏蔽线，防止外部的电磁干扰，并将屏蔽层接地，屏蔽线的好坏会对信号造成很大影响，而且传感器距离球顶端约4mm，传感器外径20mm，内径10mm；卡紧装置8，所述卡紧装置8设置于所述滑动板62的一侧，所述卡紧装置8包括卡块81，所述卡块81的另一侧贯穿所述活动箱61并延伸至所述活动箱61的外部，由于静电监测的电压很微弱在级，因此，需要经由串联的电荷放大器(联能YE5858)增益1000倍，高通滤波器下限频率设为1Hz，放大器响应时间小于1ms，测量精度1％，采集卡为NI9234，采样频率10KHz，同时记录的还有载荷和摩擦力矩，信号均方根值(RMS)反映信号的能量大小：
上式中：Cf<\/sub>为经带通滤波的静电信号；T为所取时间长度，通常取为1s，即每1秒长度计算一个RMS值；N为Cf<\/sub>(t)经离散采样后在T内的采样点数，Cfn<\/sub>为经离散采样后的静电信号。
RMS参数的物理意义可理解为在一定的时间间隔内(本文为1s)经过传感器敏感空间电荷在传感器上激起的感应电荷量的有效值。随着磨损程度的加剧，磨损颗粒的不断产生，单位时间内经过传感器探极敏感区域的施感电荷量上升，传感器输出的信号的幅值以及RMS值也会升高。
所述安装箱1的内壁的两侧均固定连接有螺纹块9，所述螺纹块9的内部螺纹连接有丝杆10，两个所述丝杆10的另一端分别转动连接于所述第一L型板31和第二L型板41相离的一侧。
两个所述丝杆10的另一端贯穿所述安装箱1并延伸至所述安装箱1的外部，主要是通过丝杆10的旋转，通过与螺纹块9之间的连接关系，使得丝杆10在旋转的过程左右运动，通过丝杆10可以带动第一L型板31和第二L型板41进行运动。
所述转动轴21位于所述安装箱1的内部的外表面从上至下依次固定连接有第二齿轮23和第二锥齿轮24，所述第二齿轮23的外表面与所述第一齿轮的43外表面啮合，所述第二锥齿轮24的外表面与所述第一锥齿轮33的外表面啮合，主要是通过第一齿轮43的旋转，可以带动第二齿轮23进行旋转，以及通过第一锥齿轮33的旋转，可以带动第二锥齿轮24进行旋转，两者均可以带动转动轴21进行旋转，而且第二齿轮23的周长等于第一齿轮43周长的一半，目的是通过第一齿轮43的旋转，第一齿轮43旋转一圈，带动第二齿轮23旋转两圈，提高转动盘22旋转的速度。
所述滑动板62底部的两侧均活动连接有连接杆64，所述连接杆64的底端活动连接于所述T型板63的顶部，主要是通过滑动板62左右的运动，可以带动连接杆64进行摆动，而连接杆64的摆动，就会带动T型板63上下运动，间接带动监测结构7上下运动。
所述活动箱61的一侧滑动连接有与所述卡块81相适配的T型块82。
所述活动箱61的一侧的顶部固定连接有挡板83，所述挡板83的底部和所述T型块82的顶部之间固定连接有挤压弹簧84，挤压弹簧84的设置，主要是通过自身的弹性力对T型块82进行挤压，使得T型块82插入卡块81的内部，从而保证卡块81运动后的稳定性。
本实用新型提供的基于轴承钢胶合故障静电在线监测装置的工作原理如下：
试验开始前用丙酮超声清洗旋转盘22和钢球72三十分钟，然后在盘上注入适量油(高出盘面约2mm)，为便于观测胶合发生，在试验过程中不再注入油，试验开始前以低载5N转速0.1m\/s跑合1min，试验环境为室温25.3℃，相对湿度为72.5％，完毕后，通过第一电机32的启动，可以带动第一锥齿轮33进行旋转，第一锥齿轮33旋转时，就会带动第二锥齿轮24进行旋转，间接带动转动轴21进行旋转，从而带动旋转盘22进行旋转，这时旋转盘22就可以与钢球72进行摩擦，当需要改变旋转盘22的转速时，旋转左侧的丝杆10，丝杆10旋转时，就会带动第一L型板31向左运动，间接带动第一电机32运动，使得第一锥齿轮33与第二锥齿轮24失去接触，同时转动右侧的丝杆10，使得丝杆10带动第二L型板41向左运动，第二L型板41向左运动时，就会带动第二电机42和第一齿轮43向左运动，使得第一齿轮43与第二齿轮23进行啮合，这时通过第二电机42的启动，可以带动第一齿轮43和第二齿轮23进行旋转，由于第一齿轮43的周长时第二齿轮23的两倍，第一齿轮43旋转一周，第二齿轮23旋转两周，从而加快了转动轴21的转速，间接改变旋转盘22的旋转速度，并且运动向左卡块81，卡块81运动时，就会带动滑动板62向左运动后，间接带动两个连接杆64进行摆动，连接杆64摆动，就会带动T型板63向下运动，T型板63向下运动时，就会通过长销71带动钢球72向下运动，从而加大了载荷，这时通过静电传感器73就可以进行监测，这时就完成了轴承钢的检测。
与相关技术相比较，本实用新型提供的基于轴承钢胶合故障静电在线监测装置具有如下有益效果：
通过第一电机32的启动，可以带动第一锥齿轮33进行旋转，第一锥齿轮33旋转时，就会带动第二锥齿轮24进行旋转，间接带动转动轴21进行旋转，从而带动旋转盘22进行旋转，这时旋转盘22就可以与钢球72进行摩擦，当需要改变旋转盘22的转速时，旋转左侧的丝杆10，丝杆10旋转时，就会带动第一L型板31向左运动，间接带动第一电机32运动，使得第一锥齿轮33与第二锥齿轮24失去接触，同时转动右侧的丝杆10，使得丝杆10带动第二L型板41向左运动，第二L型板41向左运动时，就会带动第二电机42和第一齿轮43向左运动，使得第一齿轮43与第二齿轮23进行啮合，这时通过第二电机42的启动，可以带动第一齿轮43和第二齿轮23进行旋转，由于第一齿轮43的周长时第二齿轮23的两倍，第一齿轮43旋转一周，第二齿轮23旋转两周，从而加快了转动轴21的转速，间接改变旋转盘22的旋转速度，以便于监测处不同的果，并且运动向左卡块81，卡块81运动时，就会带动滑动板62向左运动后，间接带动两个连接杆64进行摆动，连接杆64摆动，就会带动T型板63向下运动，T型板63向下运动时，就会通过长销71带动钢球72向下运动，从而加大了载荷，这时通过静电传感器73就可以进行监测，这时就完成了轴承钢的检测，将奇异值差分谱方法应用于磨损区域静电信号的去噪，取得了较好的效果，磨损区域静电监测技术在胶合发生前监测到异常，在胶合发生时，静电信号与摩擦系数均发生剧烈变化，具有一致性，证明了磨损区域静电监测技术的可行性以及工程应用价值，通过大样本空间下的平行水平的胶合试验，统计得到静电信号的幅值和均方根值反应了四个阶段：磨合磨损阶段，稳定磨损阶段，早期胶合阶段以及胶合阶段，在稳定磨损阶段，摩擦系数随载荷的增大而减小，随转速的升高而降低；静电信号RMS值随载荷的变化很小，随转速的升高而增大。
以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201920303263.8
申请日:2019-03-11
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:84(南京)
授权编号:CN209624471U
授权时间:20191112
主分类号:G01N 27/60
专利分类号:G01N27/60
范畴分类:31E;
申请人:南京林业大学
第一申请人:南京林业大学
申请人地址:210000江苏省南京市龙蟠路159号
发明人:张营;王安晨;高慧敏;徐泽宇;孙宁;张永辉
第一发明人:张营
当前权利人:南京林业大学
代理人:王红
代理机构:44545
代理机构编号:优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计