一种轴承故障加工装置与方法制造方法及图纸

一种轴承故障加工装置及方法，适用于工矿企业中对轴承检测使用。其包括机械驱动单元、电极夹具单元、轴承夹具单元、电控单元；机械驱动单元上设有电动滑行机构，电极夹具单元设置在电动滑行机构上，轴承夹具单元设置在机械驱动单元下方并与电极夹具单元匹配，轴承夹具单元、电控单元与机械驱动单元固定连接；轴承夹具单元固定在机械驱动单元底端，电控单元安装在机械驱动单元背面。机械驱动单元带动电极作直线运动，轴承夹具单元固定不同型号的轴承；电极夹具可以夹持不同类型的电极，利用加工电流加工出点蚀和划痕两种故障；其结构简单，自动化程度高，能够有效模拟轴承在实际工作中出现的点蚀划痕，缩减了试验成本。

A device and method for bearing fault processing

【技术实现步骤摘要】
一种轴承故障加工装置与方法
本专利技术涉及一种轴承故障加工装置与方法，尤其适用于一种工矿企业中对轴承检测使用的轴承故障加工装置与方法。
技术介绍
旋转机械在现代机械设备中广泛应用，滚动轴承是旋转机械的核心部件，因此对于轴承的故障研究具有重要价值。在当前的轴承故障实验过程中，大多使用铣床、线切割等大型加工设备在轴承部件上加工点蚀、划痕。导致加工周期长、成本高，影响实验进度、增加实验成本，造成不必要的浪费。
技术实现思路
专利技术目的：针对上述技术的不足之处，提供一种结构简单，模拟程度高，使用效果好的轴承故障加工装置与方法。技术方案：为实现上述目的，本专利技术的轴承故障加工装置，包括机械驱动单元、电极夹具单元、轴承夹具单元、电控单元；机械驱动单元上设有电动滑行机构，电极夹具单元设置在电动滑行机构上，轴承夹具单元设置在机械驱动单元下方并与电极夹具单元匹配，其中机械驱动单元驱动电极夹具单元作上下直线运动，轴承夹具单元、电控单元与机械驱动单元固定连接；轴承夹具单元固定在机械驱动单元底端，电控单元安装在机械驱动单元背面；机械驱动单元包括步进电机、T型槽平台、光轴、光轴孔、移动平台、丝杠；其中T型槽平台垂直设置，步进电机设置在T型槽平台的顶端，T型槽平台通过光轴孔与步进电机之间垂直设置光轴，丝杠与步进电机的驱动连接，移动平台设置在丝杠上；步进电机旋转丝杠后推动移动平台沿着光轴作直线运动，光轴通过光轴孔安装在T型槽平台上；所述电极夹具单元包括电极夹具基座，电极夹具基座两侧设有连接耳，夹具顶部设有电极孔，底部横向开有电极槽，电极槽侧面设有多个电极紧固孔，电极槽内通过在电极紧固孔中设置紧固螺栓固定有加工电极，所述轴承夹具单元包括轴承槽、轴承紧固螺母、轴承紧固螺栓，轴承槽为顶部开口的矩形盒子，试验轴承轴设置承槽内，轴承槽双耳位置安装有轴承紧固螺母，两根轴承紧固螺栓分别设置在轴承紧固螺母中，两根轴承紧固螺栓安装在两侧的轴承紧固螺母中呈“V”字形分，旋紧轴承紧固螺栓从而将试验轴承压紧在轴承槽底部中央。所述电控单元包括步进电机控制器、单片机、电容、电流传感器、水泥电阻；单片机型号为ArduinoUno，向步进电机控制器发送控制信号，步进电机控制器驱动控制步进电机的正反转，从而控制丝杠旋转驱动移动平台的上下运动；水泥电阻与电容组成振荡放电电路，并在电极与轴承的间隙放电；电流传感器监测电流大小，通过自身的模拟数据输出口，将电流信号输送到单片机模拟数据输入口，单片机根据电流大小判断电极与轴承是否短路，外部直流电源向步进电机控制器输出24V直流电、向单片机输出5v直流电，外部直流电源给水泥电阻与电容输出48V电压。所述加工电极为电极棒或者电极板，根据实际需要选择，电极棒插在电极孔内，用于加工点状故障，电极板插在电极槽内，用于加工线状故障；电极棒与电极板不可同时安装。一种轴承故障加工方法，其步骤如下：使用前根据所需加工故障类型，加工点蚀选用电极棒，加工划痕选用电极板，安装固定好电极和和轴承，接通电源；单片机向步进电机控制器发送控制信号，控制步进电机正转，从而控制移动平台向下作进给运动；当电极与试验轴承间的间隙达到放电间隙时，储存在水泥电阻与电容中的电荷在电极与待加工轴承间放电，电流融化待加工轴承表面材料，形成坑状故障；放电过程中，单片机实时读取电流传感器数值，当电流值超过1A，即视为电极与试验轴承接触接触短路，单片机向步进电机控制器发送反转信号，步进电机反转，移动平台向上返回2毫米，此时电极与轴承不再短路，单片机再次向步进电机控制器输出正传信号，控制步进电机正转，从而控制移动平台向下作进给运动，电极与试验轴承间继续放电，对试验轴承表面进行故障加工。有益效果：本专利技术的轴承故障加工装置结构简单，自动化程度高，能够有效模拟轴承在实际工作中出现的点蚀划痕，模拟效果好，加工方便，操作简单，明显减小轴承加工周期，缩减加工成本，方便实验人员快速加工故障轴承，避免了机加工切削液对轴承的污染，噪音低，贴近实际故障特征，为轴承的故障研究提供了良好的试验基础。附图说明图1为本专利技术专利的结构示意图；图2为本专利技术专利的机械驱动单元装配图；图3为本专利技术专利的电极棒电极单元装配图；图4为本专利技术专利的电极板电极单元装配图；图5为本专利技术专利轴承夹具单元剖视图；图6为本专利技术专利轴承夹具单元装配图；图7为本专利技术专利电控单元装配图；图8为本专利技术专利电控单元链路图；图中：1-机械驱动单元，2-电极夹具单元，3-轴承夹具单元，4-电控单元，101-步进电机，102-T型槽平台，103-光轴，104-光轴孔，105-推动移动平台，106-旋转丝杠，201-电极棒，202-电极孔，203-电极槽，204-电极紧固孔，205-紧固螺栓，206-电极板，301-轴承槽，302-轴承紧固螺母，303-轴承紧固螺栓，304-轴承，401-步进电机控制器，402-单片机，403-电容，404-电流传感器，405-水泥电阻，406-步进电机控制器。具体操作方式下面结合附图对具体实施例做进一步说明。如图1所示，本专利技术的轴承故障加工装置，包括机械驱动单元1、电极夹具单元2、轴承夹具单元3、电控单元4；机械驱动单元1上设有电动滑行机构，电极夹具单元2设置在电动滑行机构上，轴承夹具单元3设置在机械驱动单元1下方并与电极夹具单元2匹配，其中机械驱动单元1驱动电极夹具单元2作上下直线运动，轴承夹具单元3、电控单元4与机械驱动单元1固定连接；轴承夹具单元3固定在机械驱动单元1底端，电控单元4安装在机械驱动单元1背面；如图2所示，机械驱动单元1包括步进电机101、T型槽平台102、光轴103、光轴孔104、移动平台105、丝杠106；其中T型槽平台102垂直设置，步进电机101设置在T型槽平台102的顶端，T型槽平台102通过光轴孔104与步进电机101之间垂直设置光轴103，丝杠106与步进电机101的驱动连接，移动平台105设置在丝杠106上；步进电机101旋转丝杠106后推动移动平台105沿着光轴103作直线运动，光轴103通过光轴孔104安装在T型槽平台102上；如图3和图4所示，所述电极夹具单元2包括电极夹具基座，电极夹具基座两侧设有连接耳，夹具顶部设有电极孔202，底部横向开有电极槽203，电极槽203侧面设有多个电极紧固孔204，电极槽203内通过在电极紧固孔204中设置紧固螺栓205固定有加工电极，加工电极为电极棒201或者电极板206，根据实际需要选择，电极棒201插在电极孔202内，用于加工点状故障，电极板206插在电极槽203内，用于加工线状故障；电极棒201与电极板206不可同时安装；如图5、图6所示，所述轴承夹具单元3包括轴承槽301、轴承紧固螺母302、轴承紧固螺栓303，轴承槽301为顶部开口的矩形盒子，轴承槽301内通过加固钢设置试验轴承，轴承槽301双耳位置安装有轴承紧固螺母302，两根轴承紧固螺栓303分别设置在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种轴承故障加工装置，其特征在于：包括机械驱动单元(1)、电极夹具单元(2)、轴承夹具单元(3)、电控单元(4)；机械驱动单元(1)上设有电动滑行机构，电极夹具单元(2)设置在电动滑行机构上，轴承夹具单元(3)设置在机械驱动单元(1)下方并与电极夹具单元(2)匹配，其中机械驱动单元(1)驱动电极夹具单元(2)作上下直线运动，轴承夹具单元(3)、电控单元(4)与机械驱动单元(1)固定连接；轴承夹具单元(3)固定在机械驱动单元(1)底端，电控单元(4)安装在机械驱动单元(1)背面；/n机械驱动单元(1)包括步进电机(101)、T型槽平台(102)、光轴(103)、光轴孔(104)、移动平台(105)、丝杠(106)；其中T型槽平台(102)垂直设置，步进电机(101)设置在T型槽平台(102)的顶端，T型槽平台(102)通过光轴孔(104)与步进电机(101)之间垂直设置光轴(103)，丝杠(106)与步进电机(101)的驱动连接，移动平台(105)设置在丝杠(106)上；步进电机(101)旋转丝杠(106)后推动移动平台(105)沿着光轴(103)作直线运动，光轴(103)通过光轴孔(104)安装在T型槽平台(102)上；/n所述电极夹具单元(2)包括电极夹具基座，电极夹具基座两侧设有连接耳，夹具顶部设有电极孔(202)，底部横向开有电极槽(203)，电极槽(203)侧面设有多个电极紧固孔(204)，电极槽(203)内通过在电极紧固孔(204)中设置紧固螺栓(205)固定有加工电极，/n所述轴承夹具单元(3)包括轴承槽(301)、轴承紧固螺母(302)、轴承紧固螺栓(303)，轴承槽(301)为顶部开口的矩形盒子，试验轴承轴设置承槽(301)内，轴承槽(301)双耳位置安装有轴承紧固螺母(302)，两根轴承紧固螺栓(303)分别设置在轴承紧固螺母(302)中，两根轴承紧固螺栓(303)安装在两侧的轴承紧固螺母(302)中呈“V”字形分，旋紧轴承紧固螺栓(303)从而将试验轴承压紧在轴承槽(301)底部中央。/n...

【技术特征摘要】
1.一种轴承故障加工装置，其特征在于：包括机械驱动单元(1)、电极夹具单元(2)、轴承夹具单元(3)、电控单元(4)；机械驱动单元(1)上设有电动滑行机构，电极夹具单元(2)设置在电动滑行机构上，轴承夹具单元(3)设置在机械驱动单元(1)下方并与电极夹具单元(2)匹配，其中机械驱动单元(1)驱动电极夹具单元(2)作上下直线运动，轴承夹具单元(3)、电控单元(4)与机械驱动单元(1)固定连接；轴承夹具单元(3)固定在机械驱动单元(1)底端，电控单元(4)安装在机械驱动单元(1)背面；
机械驱动单元(1)包括步进电机(101)、T型槽平台(102)、光轴(103)、光轴孔(104)、移动平台(105)、丝杠(106)；其中T型槽平台(102)垂直设置，步进电机(101)设置在T型槽平台(102)的顶端，T型槽平台(102)通过光轴孔(104)与步进电机(101)之间垂直设置光轴(103)，丝杠(106)与步进电机(101)的驱动连接，移动平台(105)设置在丝杠(106)上；步进电机(101)旋转丝杠(106)后推动移动平台(105)沿着光轴(103)作直线运动，光轴(103)通过光轴孔(104)安装在T型槽平台(102)上；
所述电极夹具单元(2)包括电极夹具基座，电极夹具基座两侧设有连接耳，夹具顶部设有电极孔(202)，底部横向开有电极槽(203)，电极槽(203)侧面设有多个电极紧固孔(204)，电极槽(203)内通过在电极紧固孔(204)中设置紧固螺栓(205)固定有加工电极，
所述轴承夹具单元(3)包括轴承槽(301)、轴承紧固螺母(302)、轴承紧固螺栓(303)，轴承槽(301)为顶部开口的矩形盒子，试验轴承轴设置承槽(301)内，轴承槽(301)双耳位置安装有轴承紧固螺母(302)，两根轴承紧固螺栓(303)分别设置在轴承紧固螺母(302)中，两根轴承紧固螺栓(303)安装在两侧的轴承紧固螺母(302)中呈“V”字形分，旋紧轴承紧固螺栓(303)从而将试验轴承压紧在轴承槽(301)底部中央。


2.根据权利要求1所述的轴承故障加工装置，其特征在于：所述电控单元(4)包括步进电机控制器(401)、单片机(402)、电容(403)、电流传感器(404)、水泥电阻(40...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨建华，单振，曲昊阳，刘后广，张帅，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32