本发明专利技术涉及一种用于监测滑动轴承(12)的工作状态的方法，该监测通过下述步骤实现：利用与滑动轴承(12)机械耦接的传感器元件(22)检测测量值(S18)，该测量值表征了滑动轴承(12)中的声发射；依据所检测的测量值进行特征值计算(S20)；并取决于该特征值将滑动轴承(12)的工作状态进行分类(S24)。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术涉及一种用于监测滑动轴承(12)的工作状态的方法，该监测通过下述步骤实现：利用与滑动轴承(12)机械耦接的传感器元件(22)检测测量值(S18)，该测量值表征了滑动轴承(12)中的声发射；依据所检测的测量值进行特征值计算(S20)；并取决于该特征值将滑动轴承(12)的工作状态进行分类(S24)。【专利说明】 用于监测滑动轴承的工作状态的方法和测量装置
本专利技术涉及一种用于监测滑动轴承的工作状态的方法。此外本专利技术涉及一种用于监测滑动轴承的工作状态的测量装置。最后本专利技术涉及一种滑动轴承装置。
技术介绍
滑动轴承装置经常用于大型机器的领域中，例如在传动装置或者风力发电设备中。然而滑动轴承的损害在此经常会导致极其严重的间接损失。通过滑动轴承的状态监测可以实现提前识别危急的工作状态，并采取相应的措施。 已知的是，滑动轴承摩擦的增大可以通过监测滑动轴承的温度来测定。如果没有额外的润滑剂粘度测量的话，对润滑剂温度的认识可以得出关于润滑剂的粘度的结论。另夕卜，可以利用颗粒计数器测定润滑剂的微粒和杂质含量。另外检查负载力矩也可以用于监测工作状态。通过分析低频域内的震荡来获取轴的震荡。 然而轴承摩擦状态不能可以利用上述方法直接地获取。还有在轴承中产生的并在其中保持不动的微粒无法被检测到。对滑动轴承温度的监测需要联系很多相关性，这限制了对滑动轴承的可靠诊断。另外，滑动轴承的损害度和滑动轴承中的微粒不能直接被检测至IJ。此外，负载力矩在轴承中的摩擦增加时降低，并且可能因此不能被视作用于滑动轴承诊断的可靠测量方式。 在 M.Fritz 等人题为 “Schadensfriiherkennung an geschmiertenGleitkontakten mittels Schallemiss1nsanalyse^的文章中对滑动轴承中超声波范围内的声发射研究作了说明。这里声放射的频谱取决于转矩、滑动轴承的温度和负载进行分析。
技术实现思路
本专利技术的目的在于指出一种方式，其中可以更简单更快速地获取滑动轴承的工作状态。 该目的通过根据权利要求1所述的方法和根据权利要求6所述的测量装置来实现。该目的以相同的方法通过根据权利要求9所述的滑动轴承装置来实现。本专利技术的有利的改进方案在从属权利要求中说明。 根据本专利技术的、用于监测滑动轴承的工作状态的方法包括下述步骤:利用与滑动轴承机械耦接的传感器元件获取测量值，该测量值表征滑动轴承中的声发射；依据所获取的测量值进行特征值的计算，并且取决于特征值将滑动轴承的工作状态进行分类。 由于滑动轴承的外部或内部的应力可以使滑动轴承的工作状态改变。由此例如会在滑动轴承的零件上产生机械应力。通过释放弹性能会在滑动轴承中典型地产生声发射。这种也被称为Acoustic Emiss1n的声发射具有的频率在超声波范围，特别是在50至150kHz之间的频域内。声发射的频率取决于材料。因此例如对于钢而言，频率通常在IlOkHz的范围内。传感器元件与滑动轴承或者滑动轴承的壳体这样连接，即，声发射能通过结构噪声传递给传感器元件，利用该传感器元件可以获取声发射。传感器元件可以设计为加速度传感器、压力传感器或者应变器的形式。特别是传感器元件设计为微机械的传感器。 利用计算装置可以从测量值的利用传感器元件检测的时间变化曲线中计算特征值。利用该计算装置可以自动执行对滑动轴承的分类。以此为目的可以在计算装置或者计算装置的相应的储存装置中存储预先设定的工作状态和所属的特征值。工作状态可以对应于轴承的磨损、耗损或者损害。工作状态可以涉及滑动轴承中的润滑剂的状态或者润滑剂通过微粒弄脏。这里还可以考虑到污染的范围或者颗粒的大小、数量或材质。同样，工作状况也能对应于滑动轴承的不同摩擦状况，例如高磨损的混合摩擦或者低磨损的流体摩擦。 通过计算特征值可以压缩利用传感器元件获取的信息更或测量值。此外，可以从测量值中提取相应的特征。尽管数据量很小，但是可以得出关于当前滑动轴承工作状态的可靠结论。因此可以简单有效地提前识别出滑动轴承的损伤，并且如有必要采取相应措施。 在一个实施方式中，取决于测量值的最大值和/或有效值计算特征值。在这里，取决于测量值对于预定的时间范围或者时间窗口的最大值和/或有效值计算特征值。这里，特征值也可作为对数测度(logarithmisches Mass)。也可以想到的是,应用倒数的特征值。最大值和有效值的乘积也可以作为特征值使用。为了构成特征值，也可以计算测量值的参考有效值和/或参考最大值的比例。参考值可以通过一种简单的方法确定，这是因为在流体摩擦中的期望工作状态时，这些值仅仅非常小地取决于转速、润滑剂的温度和轴承负载。 在另一个设计方案中，依据从测量值中确定出的包络线信号计算测量值。这种包络线信号可以是例如通过对测量值的整流和低通滤波来测定。以同样的方法，包络线信号可以通过计算测量值的滑动有效值或者滑动平均值来确定。另一种可能性是包络线信号通过Hilbert (希尔伯特)变换来确定。 优选的是，依据包络线信号的频谱计算特征值。通过对包络线信号进行相对应的频率分析，例如通过快速傅立叶变换(FFT)，可以确定测量值或声发射(Acoustic-Emiss1n)信号中周期性重复的信号和脉冲。因此，例如通过简单的方式就能获取润滑剂中的微粒，其取决于转速产生周期性重复的信号。 在另一个实施方式中，从测量值的相互关联中计算特征值。这个特征值可以从测量值的相互关联或自相关中计算得出。在此可以通过时间窗口的变化研究测量值的不同频域。特别是如果需要分析的频率是已知的，相应的相互关联方法也可以用于对测量值的频率分析。因此得出一种简单快速的算法，并且信噪比、特别是在对多个轴旋转求平均时可以由此被显著改进。 根据本专利技术的、用于监测滑动轴承工作状态的测量装置包括:在与滑动轴承机械耦接时用于获取测量值的传感器元件，这些测量值表征滑动轴承中的声发射；和计算装置，其设计用于根据利用传感器元件所检测的测量值计算特征值，并且将滑动轴承的工作状态取决于特征值进行分类。 优选地，测量装置包括用于增强所检测的测量值的放大器元件、用于过滤利用放大器元件增强的测量值的过滤器元件和与计算装置的输入端耦接的模拟数字转换器。传感器元件可以检测滑动轴承中的声发射。传感器元件的输出信号、例如电压或电流，可以利用放大器元件提高或增强。经放大的信号在被传送到模拟数字转换器之前利用模拟滤波器元件去除干扰或不相关的频带。通过这种布置可以改进信噪比。过滤器元件也可应用于从测量值中确定包络线信号。计算装置可以设计为PC或微处理器。利用计算装置可以通过提取特征和形成特征值来执行信息压缩。 优选地，传感器元件、放大器元件、过滤器元件、模拟数字转换器以及计算装置布置在共同的壳体中。通过此布置可以减少易干扰度。 根据本专利技术的滑动轴承装置包括滑动轴承和前述的测量装置，测量装置与滑动轴承机械耦接。利用滑动轴承装置可以提前识别滑动轴承的磨损现象。此外还可以通过简单的方式区分工作状态混合摩擦和流体摩擦。在此能与轴承负荷和轴转无关地进行对工作状态的鉴定。此外还能检测润滑剂的状态和润滑剂中的杂质或微粒的状态。对于新的流体动本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于监测滑动轴承(12)的工作状态的方法，所述监测通过下述步骤实现：‑利用与所述滑动轴承(12)机械耦接的传感器元件(22)检测测量值(S18)，所述测量值表征所述滑动轴承(12)中的声发射，其特征在于‑依据所检测的所述测量值进行特征值的计算(S20)，并且‑取决于所述特征值将所述滑动轴承(12)的所述工作状态进行分类(S24)。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
【专利技术属性】
技术研发人员：汉斯亨宁·克洛斯，迈克尔·斯特肯博恩，克劳斯迪特尔·米勒，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE
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