用于识别轴承的类型的装置

文档序号:95005 发布日期:2021-10-12 浏览:23次 >En<

阅读说明:本技术 用于识别轴承的类型的装置 (Device for identifying the type of a bearing ) 是由 约阿基姆·伯格斯特罗姆 佩埃里克·拉尔森 于 2021-03-29 设计创作,主要内容包括:公开了一种用于识别轴承(4)的类型的装置(1),其中,所述装置(1)包括检测单元(6)和识别单元(10),所述检测单元(6)用于检测所述轴承(4)的振动频率,所述识别单元(10)用于基于检测的振动频率来识别所述轴承(4)的类型。(An apparatus (1) for identifying a type of a bearing (4) is disclosed, wherein the apparatus (1) comprises a detection unit (6) for detecting a vibration frequency of the bearing (4) and an identification unit (10) for identifying the type of the bearing (4) based on the detected vibration frequency.)

用于识别轴承的类型的装置

技术领域

本发明涉及一种根据方案1所述的用于识别轴承的类型的装置。本发明还涉及一种根据方案9所述的用于识别轴承的类型的方法。

背景技术

轴承用于不同种类的机器,例如旋转机器。有时,内置轴承对客户而言是未知的。在这种情况下,当轴承劣化或出现故障时,难以更换轴承并准备好合适的轴承。此外,当轴承的类型未知时,在轴承状况的检测和分析方面也存在一些困难。

因此,本发明的目标在于提供一种识别已经安装的轴承的简单方法。

发明内容

该目的通过根据方案1所述的用于识别轴承的类型的装置和根据方案9所述的用于识别轴承的类型的方法来解决。

装置可以包括检测单元和识别单元,检测单元用于检测轴承的振动频率,识别单元用于基于检测的振动频率来识别轴承的类型。轴承可以是例如机器的一部分。装置可以是机器的一部分,或者可以布置在机器外部,并且为了识别的目的,可以连接到机器或轴承。

为了检测振动频率,检测单元可以监测机器和/或轴承,并且可以通过轴承的振动直接检测振动频率,或通过机器的振动间接检测振动频率。

如果识别单元基于检测的振动频率已经识别出轴承的类型(即,轴承标识(bearing designation)),则因为现在轴承的具体特性是已知的,所以关于轴承标识的信息可以用于对轴承进行准确的诊断。此外,轴承的类型的识别可以用于轴承的几种估计,例如轴承的使用寿命的估计或轴承的任何其他状况的估计。另外,由于已经识别了轴承,因此如有必要,轴承的标识和类型可用于提供合适的更换轴承。此外,如果发生轴承的故障或劣化,则关于轴承标识以及轴承的具体特征和特性的信息可以用于关于劣化或故障的原因的预测(prognosis)。特别是,轴承标识和关于原因的知悉可以用于更换轴承的单个部件。

振动频率可以对应于穿过(passing)轴承的内滚道或外滚道的滚动元件的频率、滚动元件的旋转频率和/或集成有轴承的机器的振动频率。

根据另一实施方式,识别单元适于(/被适配成)(adapted to)将检测的振动频率与存储在数据库中的多个振动频率进行比较,并基于比较结果来识别轴承的类型。

在一个实施方式中,代替振动频率,数据库可以包含多个轴承的尺寸。基于这些轴承尺寸,根据机器的轴转速可以导出轴承频率,然后识别单元可以将检测的振动频率与导出的轴承频率进行比较,以识别轴承的类型。

数据库可以是装置的一部分,或者可以被布置为远离装置。识别单元可以经由例如无线通信与数据库进行通信。在数据库中,可以存储与轴承类型对应的多个振动频率。因此,识别单元可以将检测的振动频率与多个振动频率进行比较,如果存在相同的存储振动频率,则轴承的相应类型可以被识别为当前轴承的类型。

根据另一实施方式,检测的振动频率具有振动模式(vibration pattern),并且识别单元适于将振动模式与多个振动模式进行比较。

另外地或作为另一种选择,数据库可以包含多个振动模式,其中,每个振动模式对应于具体类型的轴承。在这种情况下,识别单元可以确定检测的振动频率的振动模式(即,检测的振动频率内的特定值序列),并且可以将确定的振动模式与存储的振动模式进行比较。

为了感测振动信号,检测单元可以包括振动传感器。振动传感器可以用于测量或感测整个机器的振动或机器内部的轴承的振动。振动传感器可以通过电缆与检测单元连接,或者可以通过无线通信与检测单元进行通信。

执行轴承的类型的识别的优选方式可以基于振动信号例如使用快速傅立叶变换算法从时域到频域的变换。

在这种情况下,装置还包括计算单元,计算单元用于将感测的振动信号从时域变换到频域。当信号在频域中时,识别单元可以检测表示振动模式的频率域信号中的一个或多个频率。在频域中,信号频率可比在时域中更容易检测,这是因为例如可以指定和消除噪声频率。

特别地,当轴承状况恶化时或者如果轴承承受重载荷时,在频域中的某些频率下将会有指示符。模式匹配可以与在频域中识别的频率一起使用,然后可以与数据库中存储的轴承频率的已知存储库进行比较。

在优选的实施方式中,检测单元可以适于确定轴承是否劣化或被加载(loaded),如果是这种情况,则可以检测轴承的振动频率。劣化可以由于特定的振动频率的出现来确定。有缺陷的或劣化的轴承,或重载荷的轴承会显示出具有基本频率的谐波振动模式,该基本频率与轴承的类型的特性频率相对应。

当使用所提出的装置时,可以在不知道轴承的具体类型的情况下识别已经安装在机器中的轴承。使用所提出的装置,仅需检测轴承的振动频率,而无需任何其他知识。然后可以将检测的振动频率与对应于轴承的具体类型的存储频率进行比较。因此,也可以在轴承安装在机器内之后识别轴承。

本发明的另一方面涉及一种用于识别轴承的类型的方法,其中,所述方法包括:检测轴承的振动频率,并且基于检测的振动频率来识别轴承的类型。

本发明的又一方面涉及一种计算机程序产品,该计算机程序产品包括适于促使控制单元(例如,计算机)和/或上述装置的计算机以执行上述步骤的计算机程序代码。数据库也可以由计算机程序来实现。

计算机程序产品可以被设置为存储装置(诸如存储卡、USB棒、CD-ROM、DVD)和/或可以是可以从网络中的服务器(特别是远程服务器)下载的文件。网络可以是用于与计算机程序产品传送文件的无线通信网络。

在从属权利要求以及说明书和附图中对进一步的优选实施方式进行限定。因而,在不脱离保护范围的情况下,以与其他元件组合的方式描述或示出的元件可以单独存在或与其他元件组合存在。

在下文中,关于附图描述本发明的优选实施方式,其中,附图仅是示例性的,并且不旨在限制保护范围。保护范围仅由所附权利要求限定。

附图说明

附图示出了:

图1:用于识别轴承的类型的装置的示意图。

在下文中,相同或相似的功能元件用相同的附图标号表示。

附图标号

1 装置

2 机器

4 轴承

6 检测单元

8 振动传感器

10 识别单元

12 计算单元

14 内圈

16 外圈

18 滚动元件

20 数据库

具体实施方式

图1示出了用于识别可以是机器2的一部分的轴承4的装置1。在不具备关于轴承4的类型的任何知识的情况下,轴承4可能已经安装在机器2中。

为了识别轴承4的类型,例如为了找到轴承4用的合适替换物,装置1包括检测单元6。检测单元6可以直接检测轴承4的振动频率,或者可以经由机器2的振动间接地检测轴承4的振动频率。为了检测振动频率,检测单元6可以包括振动传感器8。振动传感器8(尽管示出在轴承4的外部)可以布置在轴承4内以用于检测轴承4内的振动频率、可以位于机器2的壳体上、位于轴承4的壳体上或位于轴承4的壳体内部。

振动传感器8可以感测轴承4的不同部分的振动,例如,当滚动元件18穿过轴承4的内滚道或外滚道时的振动、滚动元件18的旋转频率(a frequency of a spin)和/或集成有轴承的机器2的振动频率。应当注意,尽管轴承4被示为具有内圈14、外圈16和球18的球轴承,但是可以使用任何其他种类的轴承4,例如滚动轴承,即圆锥滚子轴承等。

装置1的识别单元10可以使用感测的振动频率来识别轴承4的类型。例如,识别单元10可以与数据库20通信,以将检测的轴承4的振动频率与存储在数据库20中的振动频率进行比较。每个存储的振动频率可以对应于具体类型的轴承,并且识别单元10可以通过在感测的振动频率与存储的振动频率之间执行模式(/模型)(pattern)匹配来识别轴承的类型。

在另一实施方式中,数据库20可以包含多个轴承的尺寸。基于这些轴承尺寸,根据(as a function of)机器2的轴速度(shaft speed)可以导出轴承频率(/轴承频率可以被导出为机器2的轴速度的函数)。在这种情况下,识别单元10将检测的振动频率与导出的轴承频率进行比较,以识别轴承4的类型。

在另一实施方式中,检测单元6可以适于确定轴承4是否劣化或被加载,并且如果是这种情况,则可以检测轴承4的振动频率。劣化可以由于特定的振动频率的出现而确定。有缺陷的或劣化(/损坏)的轴承或重载荷的轴承会显示出具有基本频率的谐波振动模式(harmonic vibration pattern),基本频率与轴承类型的特性频率相对应。此外,识别单元10除了可以识别轴承4的类型之外,还可以识别轴承4的可能需要更换的部件。

在优选的实施方式中,振动传感器8可以将振动频率感测为时域中的振动信号。装置1的计算单元12可以例如使用快速傅立叶变换算法将感测的振动信号从时域变换到频域。基于频域信号,识别单元10可以检测表示轴承4的振动模式的频域信号中的一个或多个频率。基于该振动模式,如上所述,识别单元10可以将感测的振动信号与存储的振动信号进行比较并识别轴承4。

总而言之,当使用所提出的装置时,可以在不具备关于轴承的具体类型的任何先验知识的情况下识别已经安装在机器中的轴承。仅需要检测轴承的振动频率,然后可以将检测的振动频率与对应于特定已知类型的轴承的存储频率进行比较。因此,也可以在轴承安装在机器内之后识别轴承。

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