用于轴承振动检测的采集装置的制作方法

1.本实用新型涉及铁路车辆检测技术领域，具体涉及一种用于轴承振动检测的采集装置。


背景技术：

2.轴承振动信号采集是轴承故障诊断的基础，只有振动信号采集越准确、越真实，才能使故障诊断结果越准确、越真实。
3.目前没有专门用于轴承振动检测的采集装置，因为用来构建判断数据库的故障数据，基本上来源于实验室环境下的理论故障轴承，不需要额外设置专门的采集装置来采集振动信号。
4.然而，现在这种通过设置故障数据的方式，建立起的故障数据库和实际产生的故障情况，仍然存在一定的区别，且缺乏铁路行业的针对性。在这些故障轴承数据的基础上形成的故障诊断方法，其诊断结果和实际故障情况相差较大，无法应用到实际运行场景上。
5.为了实现更加准确真实的轴承故障判断，需要能够采集铁路车辆实际运行过程中振动信号的采集装置。


技术实现要素：

6.本实用新型意在提供一种用于轴承振动检测的采集装置，以解决现有采集装置无法采集实际运行产生的振动信号的问题。
7.为解决以上问题，本实用新型采用如下技术方案：
8.用于轴承振动检测的采集装置，设置在铁路现场，包括用来承载轴承的承载台，所述承载台顶面设有供轴承限位的限位槽，所述限位槽两侧位于轴承的前进方向上设置有用来在采集时向内夹紧轴承的夹持机构；所述夹持机构，包括对称设置在承载台上的两个夹爪，所述承载台上设有供夹爪向外打开后隐藏在其中的隐藏通道；夹爪的端部连接有用来与被测轴承外圈直接接触的接触部；所述限位槽靠近轴承外圈的一侧，设有用来与被测轴承外圈直接接触的检测部；所述检测部和接触部内均设有直接与轴承外圈接触的接触片，以及与接触片连接的传感器件，传感器件将接触片传递来的振动物理信号转换为采集到的振动传递数据。
9.进一步，所述传感器件，包括加速度传感器和/或麦克风；加速度传感器，用来将振动物理信号转换形成振动加速度数据；麦克风，用来将振动物理信号转换形成声压级数据；所述振动加速度数据和/或声压级数据形成振动传递数据。
10.进一步，所述接触片为铜片。
11.进一步，所述接触部和检测部内还连接有缓冲弹簧。
12.进一步，从靠近轴承外圈到远离轴承外圈的方向，接触片、传感器件和缓冲弹簧顺序连接。
13.进一步，从靠近轴承外圈到远离轴承外圈的方向，接触片、缓冲弹簧和传感器件顺
序连接。
14.进一步，所述限位槽为上大下小且纵截面为等腰梯形的梯形槽。
15.进一步，所述检测部对称设置在梯形槽的腰边侧面和底面上。
16.进一步，所述检测部为圆柱结构。
17.进一步，所述夹爪的端部设置有弧形片状结构，弧形片状结构的长度为轴承外圈周长的十分之一到五分之一，多个接触部设置在弧形片状结构上。
18.本方案的原理及优点是：
19.本方案直接设置在铁路现场采集过往车辆的轴承振动情况，形成实际检测数据，相比于现在大多数采用实验室模拟数据，更加符合铁路车辆运行实际。当夹爪夹紧轴承的时候，夹持机构和承载台一起，暂时将轴承限位在承载台上，通过接触部和检测部直接接触轴承外圈，采集轴承的振动信号；当夹爪打开时，夹爪向外收缩进隐藏通道，不会阻碍轴承离开限位槽后向前继续运动。
20.本方案能够通过接触部上的传感器件直接与轴承外圈接触，通过采集到的振动加速度数据和声压级数据，能够尽可能无损地检测到轴承的实际检测情况，形成作为实际检测数据的振动传递数据。本方法适用于实际运行的铁路车辆，检测结果更加真实和准确。
附图说明
21.图1为本实用新型实施例一使用状态的结构示意图。
22.图2为图1的正视图。
23.图3为本实用新型实施例一非使用状态的结构示意图。
24.图4为本实用新型实施例一中接触部内的结构示意图。
具体实施方式
25.下面通过具体实施方式进一步详细说明：
26.说明书附图中的附图标记包括：轴承外圈100、夹持机构200、夹爪210、接触部220、接触片221、传感器件222、缓冲弹簧223、承载台300、检测部310、承载板320、铰接件330、连接板331、铰接板332、销钉333、隐藏通道340。
27.实施例一
28.实施例基本如附图1所示，本实施例中用于轴承振动检测的采集装置，直接设置在铁路现场，完成对过往车辆的轴承检测，形成实际检测数据。采集装置，包括用来与被测轴承外圈100直接接触的接触部220，接触部220上设置有加速度传感器和麦克风；通过加速度传感器检测轴承振动形成振动加速度数据，通过麦克风检测轴承振动形成声压级数据；振动加速度数据和声压级数据一起形成振动传递数据。
29.如图1和图2所示，用于轴承振动检测的采集装置，包括用来承载轴承的承载台300，承载台300上开有向下凹陷的限位槽，用来更好地与轴承外圈100接触，并对轴承外圈100进行限位，承载台300的顶面，位于限位槽的两侧，分别连接有用来夹持轴承的夹持机构200。夹持机构200，包括铰接在承载台300顶面的夹爪210以及粘接在夹爪210端部用来直接与轴承外圈100相接触的接触部220。夹爪210采用现在市面上通常能够购买到的夹持器件，能够实现远程控制夹紧和展开。在承载台限位槽的靠近轴承的内壁上粘接有检测部310，检
测部310和接触部220类内的结构相同，但是形状可以不同。本实施例中检测部310呈圆柱结构，接触部220呈片状结构。检测部310除了起到检测作用，还起到一定的支撑作用。检测部310和接触部220都能够直接与轴承外圈100相接触。
30.如图1和图3所示，承载台300，包括两个平行设置的两个承载板320，两个承载板320之间通过铰接件330与夹爪210铰接。铰接件330，包括焊接在两个承载板320之间的连接板331，连接板331的上方一体成型有两个铰接板332，夹爪210的底端位于两个铰接板332之间，销钉333穿过夹爪210底端和两个铰接板332，将夹爪210转动连接在两个铰接板332之间。铰接件330下方，两个承载板320形成供夹爪210向外打开的隐藏通道340。当夹爪210夹紧轴承的时候，夹持机构200和承载台300一起，暂时将轴承限位在承载台300上，通过接触部220和检测部310直接接触轴承外圈100，采集轴承的振动信号；当夹爪210打开时，夹爪210向外绕着销钉333转动收缩进隐藏通道340，不会阻碍轴承离开限位槽后向前继续运动。
31.如图4所示，检测部310与接触部220，从靠近轴承的一端到远离轴承的一端，依次连接有接触片221，传感器件222以及缓冲弹簧223，其中传感器件222包括加速度传感器和麦克风，在一个检测部310或者接触部220内，可以同时在传感器件222位置处安装加速度传感器和麦克风，也可以只安装加速度传感器或者麦克风。接触片221直接与轴承外圈100相接触，能够将轴承振动的物理信号直接传递给传感器件222，使传感器件222能够更加准确直观的检测出轴承的实际振动数据，而缓冲弹簧223的设置，能够有效缓冲与轴承外圈100直接接触而带来的振动力。
32.如图1和图2所示，当夹持机构200向内夹紧的时候，夹持机构200和承载台300的限位槽一起，使轴承能够限定在一个相对便于检测的状态，便于接触部220和检测部310更加稳定、准确的采集轴承振动信号。更重要的是承载台300，可以安装到实际铁路轨道的地面间隙当中，便于进行实际轴承的振动信号采集。
33.如图3所示，本实施例中限位槽为上端开口逐渐向下收缩的截面为等腰梯形的梯形槽，接触部220粘接在梯形槽的侧面和底面，接触部220和检测部310分别对称分布。本实施例中承载台300的宽度为630厘米到650厘米，待测轴承的直径为300厘米，夹爪210的长度为轴承直径的1/2到2/3。本实施例中接触部220为片结构，其中接触片221为具有良好形变能力的铜片，便于更大面积的与轴承外圈100接触。
34.实施例二
35.本实施例与实施例一不同之处在于，接触部220与检测部310内的结构，从靠近轴承的一端到远离轴承的一端，依次为接触片221，缓冲弹簧223和传感器件222。本实施例中振动形成的物理信号，先通过接触片221再经过缓冲弹簧223形成弹簧的形变，最后将弹簧形变释放后的能量传递给传感器件222，虽然振动信号有一定的减弱，但是能够在指定精准度的基础上，更好的保护传感器件222。
36.实施例三
37.与实施例一不同的是，本实施例中，夹爪210的端部连接有弧形片状结构，弧形片状结构上连接有多个接触部220。弧形片状结构的弧度与轴承外圈100的弧度相匹配，弧形片状结构的长度为轴承外圈100周长的十分之一到五分之一，便于更好地排布多个接触部220。将轴承外圈100分为沿着轴线设置的多个圈层，每个圈层都有两个平行的圈线，接触部220分布在轴承外圈100的不同圈线上，能够检测到轴承各个位置上的振动，信号使检测更
加的精准。
38.本方案数据采集对象为真实条件下运营期货车轴承，通过在现有车辆段工序内添加数据采集装置。同时，以控制转速与货车车辆转速一致，即：300转/min进行数据采集。在不影响正常生产的情况下，可较好的还原出轴承在0-25000hz分析频率范围内的所有特征。通过轴承磨合测台测得的原始数据集以及优化提出的最优故障样本，通过轴承磨合测台的稳定性和轴承来源来保证现场真实性和还原性。
39.以上所述的仅是本实用新型的实施例，方案中公知的具体技术方案和/或特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型技术方案的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本实用新型的保护范围，这些都不会影响本实用新型实施的效果和专利的实用性。本技术要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

技术特征：
1.用于轴承振动检测的采集装置，其特征在于，设置在铁路现场，包括用来承载轴承的承载台，所述承载台顶面设有供轴承限位的限位槽，所述限位槽两侧位于轴承的前进方向上设置有用来在采集时向内夹紧轴承的夹持机构；所述夹持机构，包括对称设置在承载台上的两个夹爪，所述承载台上设有供夹爪向外打开后隐藏在其中的隐藏通道；夹爪的端部连接有用来与被测轴承外圈直接接触的接触部；所述限位槽靠近轴承外圈的一侧，设有用来与被测轴承外圈直接接触的检测部；所述检测部和接触部内均设有直接与轴承外圈接触的接触片，以及与接触片连接的传感器件，传感器件将接触片传递来的振动物理信号转换为采集到的振动传递数据。2.根据权利要求1所述的用于轴承振动检测的采集装置，其特征在于，所述传感器件，包括加速度传感器和/或麦克风；加速度传感器，用来将振动物理信号转换形成振动加速度数据；麦克风，用来将振动物理信号转换形成声压级数据；所述振动加速度数据和/或声压级数据形成振动传递数据。3.根据权利要求1所述的用于轴承振动检测的采集装置，其特征在于，所述接触片为铜片。4.根据权利要求1所述的用于轴承振动检测的采集装置，其特征在于，所述接触部和检测部内还连接有缓冲弹簧。5.根据权利要求4所述的用于轴承振动检测的采集装置，其特征在于，从靠近轴承外圈到远离轴承外圈的方向，接触片、传感器件和缓冲弹簧顺序连接。6.根据权利要求4所述的用于轴承振动检测的采集装置，其特征在于，从靠近轴承外圈到远离轴承外圈的方向，接触片、缓冲弹簧和传感器件顺序连接。7.根据权利要求1所述的用于轴承振动检测的采集装置，其特征在于，所述限位槽为上大下小且纵截面为等腰梯形的梯形槽。8.根据权利要求7所述的用于轴承振动检测的采集装置，其特征在于，所述检测部对称设置在梯形槽的腰边侧面和底面上。9.根据权利要求6所述的用于轴承振动检测的采集装置，其特征在于，所述检测部为圆柱结构。10.根据权利要求5所述的用于轴承振动检测的采集装置，其特征在于，所述夹爪的端部设置有弧形片状结构，弧形片状结构的长度为轴承外圈周长的十分之一到五分之一，多个接触部设置在弧形片状结构上。

技术总结
本实用新型涉及铁路车辆检测技术领域，公开了一种用于轴承振动检测的采集装置，包括用来承载轴承的承载台，承载台顶面设有供轴承限位的限位槽，限位槽两侧位于轴承的前进方向上设置有用来在采集时向内夹紧轴承的夹持机构；夹持机构，包括对称设置的两个夹爪，夹爪的端部连接有用来与被测轴承外圈直接接触的接触部；限位槽靠近轴承外圈的一侧，设有用来与被测轴承外圈直接接触的检测部；检测部和接触部内均设有直接与轴承外圈接触的接触片，以及与接触片连接的传感器件，传感器件将接触片传递来的振动物理信号转换为采集到的振动传递数据。本实用新型能够更加准确地完成轴承振动信号的采集，能够应用于实际运行的铁路车辆检测识别中。识别中。识别中。


技术研发人员：罗天寿 向勇 李沛海 赵忠 刘建新 李增贤 范文琪 武质健
受保护的技术使用者：中国铁路乌鲁木齐局集团有限公司库尔勒车辆段
技术研发日：2022.11.10
技术公布日：2023/1/24