一种滚动轴承故障频率快速计算、查询检索系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种滚动轴承故障频率快速计算、查询检索系统及方法，属于工业化生产领域；所述系统包括轴承故障库，用于存储轴承各部件故障特征频率及存储查询检索时调用的数据信息；轴承信息简易查询模块，实现轴承各部件故障特征频率结果信息的快速查询与检索；轴承信息综合查询模块，实现轴承各部件故障特征频率及其它相关结果信息的高级综合查询与检索；几何尺寸计算模块，通过输入滚动轴承物理几何尺寸、滚动体数量及转轴转速，得出轴承各部件故障特征频率。本申请可以方便快捷地计算、查询检索滚动轴承故障特征频率及其它相关信息，进而高效地诊断旋转机械滚动轴承诸多故障，并把轴承故障精确定位到关键部件上。

【技术实现步骤摘要】
一种滚动轴承故障频率快速计算、查询检索系统及方法
本专利技术属于工业化生产领域，适用于旋转机械故障诊断工程方向，具体说是一种基于办公软件的滚动轴承故障频率快速计算、查询检索系统及方法。
技术介绍
工程实践表明，旋转机械设备的滚动轴承故障是工业生产现场最常见的故障，通过对旋转机械滚动轴承产生的故障特征频率的分析与诊断，可以对其故障程度和故障点进行精确地掌控和定位，而轴承的故障特征频率通常与其自身物理几何尺寸与滚动体数量参数有关，同时还与转轴的转速息息相关。可以通过轴承几个关键部件的物理几何尺寸与滚动体数量等参数及旋转机械运行转速的相互关系，精确地计算出轴承各自部件故障时的特征频率，并结合轴承振动频谱进行分析与诊断，如果轴承某部件故障特征频率在频谱中振动幅值很大或有明显增大的趋势，则可初步判定该部位极有可能发生故障。滚动轴承故障产生的原因很多，实践表明，其故障程度处于中晚期之前，采用普通的振动测量方法与常规诊断技术通常不能有效判定轴承故障的严重程度及部位。目前现有的滚动轴承故障特征频率计算方法如下，参见图1，其中：D——节圆直径；d——滚珠或滚动体直径；β——接触角(也称压力角：滚动轴承中套圈与滚动体接触处的法线和垂直于轴承轴心线的平面间的夹角)；z——滚珠数量；n——轴承所在转轴的转速(以频率计算)。●内环故障特征频率●外环故障特征频率●滚动体故障特征频率●保持架故障特征频率现有的滚动轴承故障诊断技术问题在于：目前世界上主要滚动轴承生产厂商有四十多家，工程中常用生产厂家各种型号和类型的轴承近十万种，虽然各生产厂家同型号和类型的轴承内外径、宽度的物理几何尺寸基本一致，但是滚动体数量则不尽相同，通常各生产厂家在轴承用户手册中并不提供各轴承滚动体数量这一重要的参数，基于上术原因，工程应用中，获得不同生产厂家各轴承准确故障特征频率信息的渠道太少，只有高档的振动分析仪或配套的分析软件中才固化了市场上常见轴承的故障特征频率数据，但这些固化在硬件或软件中的轴承故障数据库不对外开放，而市场上销售的一些冒牌、杂牌等未知厂家和型号的轴承更是常见，这些只能靠技术人员实测其几何尺寸等参数和查数滚动体数量，然后通过公式手工计算才可得到这些轴承的故障特征频率，因此应用滚动轴承故障特征频率有效识别、诊断轴承故障的方法受到了很大限制，导致在旋转机械设备中滚动轴承异常或故障时，设备故障诊断的工程技术人员因得不到轴承各部件的故障特征频率，很难准确地判定滚动轴承故障的严重程度及具体部位。
技术实现思路
为解决上述现有旋转机械滚动轴承故障诊断技术存在的问题，本专利技术提出了一种基于办公软件的滚动轴承故障频率快速计算、查询检索系统及方法，可以使得设备故障诊断工程技术人员方便快捷地计算、查询检索滚动轴承故障特征频率及其常用相关信息，进而高效地诊断旋转机械滚动轴承诸多故障，并把轴承故障精确定位到关键部件上。为实现上述目的，本申请第一方面提供了一种滚动轴承故障频率快速计算、查询检索系统，具体包括：轴承故障库，用于存储常用轴承各部件故障特征频率及存储查询检索时调用的轴承其它相关数据信息；轴承信息简易查询模块，通过调用轴承故障库的数据实现轴承各部件故障频率结果信息的快速查询检索；轴承信息综合查询模块，通过调用轴承故障库的数据实现轴承各部件故障频率及其它相关信息与计算结果的高级综合查询检索。进一步的，还包括计算轴承故障特征频率的几何尺寸计算模块，输入滚动轴承物理几何尺寸、滚动体数量及转轴转速，然后利用滚动轴承故障特征频率计算公式得出轴承各部件故障特征频率；其具体实现方法是：几何尺寸计算模块的工作表中第1行作为标题行，将标题行的前6列单元格A1-F1依次命名为A-滚动体中心圆(节圆)直径mm、B-滚动体直径mm、C-(β)接触角、D-滚动体数量、N转轴的转速[r/min]、N转轴的频率[Hz]等字段，见图3；将工作表中第2行前5列单元格A2-E2设置为空，用于输入轴承的3个关键物理几何尺寸、滚动体数量及转轴转速，第6列单元格F2置入公式为＝E2/60，其功能是将第2行第5列即E2单元格中转轴的转速值转换为频率值；将工作表中第3行前7列A3-G3单元格依次命名为自定义厂家、型号类型、#B/R-滚动体数量、FI-内圈故障特征频率、FO-外圈故障特征频率、FB-滚动体故障特征频率、Fco-保持架故障特征频率；将工作表中第4行第1列单元格A4设置为空，此单元格为待输入的轴承厂家，对于未知厂家轴承，统一命名为ZDY，以便记忆与查询检索方便，当然也可以使用其它三个大写字母代替，最好保证它们的排列组合未在轴承故障库工作表中已存在的轴承厂家中出现，这样通过轴承厂家代码可以有效区分新增或现有的轴承，如果是已知的轴承厂家可直接使用厂家的代码，如SKF等，通过其下述第2列单元格B4经计算后得到的代替型号类型即AxxBxxCxxDxx予以区分新增或现有轴承；第2列单元格B4置入表达AxxBxxCxxDxx代替轴承型号类型的公式，其中A代表轴承节径，其后面数字是第2行第1列即A2单元格待输入的轴承节径尺寸值；B代表滚动体直径，其后面数字是第2行第2列即B2单元格的滚动体直径尺寸值；C代表接触角，其后面数字是第2行第3列即C2单元格的角度值；D代表滚动体数量，其后面数字是第2行第4列即D2单元格的数量值。为得到代替型号类型表达形式的AxxBxxCxxDxx公式，在第2列单元格B4置入的公式为：＝"A"&ROUND(A2,0)&"B"&ROUND(B2,0)&"C"&ROUND(C2,0)&"D"&ROUND(D2,0)，将代表滚动轴承关键物理几何尺寸及滚动体数量的字母A、B、C、D及上述4个A2、B2、C2、D2单元格的数值自动合并一起，得出来的AxxBxxCxxDxx，为代表或代替计算完成后的轴承型号类别；将工作表中第4行第3列至第7列单元格C4-G4依次置入滚动体数量计算公式、轴承内圈故障特征计算公式、轴承外圈故障特征计算公式、轴承滚动体故障特征计算公式、轴承保持架故障特征计算公式；优选的，可以将几何尺寸计算模块的工作表中第5行A5和第7列H1-H4设置为备注行与列，用于增加说明及解释表格中各项的含义。为了将轴承故障库工作表中所有轴承各部件故障特征频率统一基准，本专利技术中轴承所处转轴的转数统一设为60转/分，频率基准统一为1Hz，在工程应用中使用转轴的实际转数除以60，转换为频率后再乘以各自1Hz时基准的故障特征频率，即可得出当时轴承各部件故障特征频率；几何尺寸计算模块的工作表中第4行第3列至第7列单元格C4-G4依次置入的公式为：C4单元格写入公式：＝D2，即等于工作表第2行第4列D2滚动体数量的值；D4单元格写入公式：＝(((1+($B$2/$A$2)*COS($C$2*PI()/180)))*$D$2*$E$2)/(2*60)，即置入轴承本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种滚动轴承故障频率快速计算、查询检索系统，其特征在于，具体包括：/n轴承故障库，用于存储轴承各部件故障特征频率及存储查询检索时调用的轴承相关数据信息；/n轴承信息简易查询模块，通过调用轴承故障库的数据实现轴承各部件故障特征频率结果信息的快速查询检索；/n轴承信息综合查询模块，通过调用轴承故障库的数据实现轴承各部件故障特征频率及相关信息与计算结果的高级综合查询检索。/n

【技术特征摘要】
1.一种滚动轴承故障频率快速计算、查询检索系统，其特征在于，具体包括：
轴承故障库，用于存储轴承各部件故障特征频率及存储查询检索时调用的轴承相关数据信息；
轴承信息简易查询模块，通过调用轴承故障库的数据实现轴承各部件故障特征频率结果信息的快速查询检索；
轴承信息综合查询模块，通过调用轴承故障库的数据实现轴承各部件故障特征频率及相关信息与计算结果的高级综合查询检索。


2.根据权利要求1所述一种滚动轴承故障频率快速计算、查询检索系统，其特征在于，还包括几何尺寸计算模块，输入滚动轴承物理几何尺寸、滚动体数量及转轴转速，然后利用滚动轴承故障特征频率计算公式得出轴承各部件故障特征频率。


3.根据权利要求2所述一种滚动轴承故障频率快速计算、查询检索系统，其特征在于，几何尺寸计算模块的工作表中第1行作为标题行，将标题行的前6列A1-F1单元格依次命名为A-滚动体中心圆直径mm、B-滚动体直径mm、C-(β)接触角、D-滚动体数量、N转轴的转速[r/min]、N转轴的频率[Hz]；
将工作表中第2行前5列A2-E2单元格设置为空，用于输入滚动轴承故障特征频率计算时的物理几何尺寸、滚动体数量及转轴转速，第6列单元格即F2置入公式为＝E2/60，其功能是将第2行第5列即E2单元格中转轴的转速转换为频率值；
将工作表中第3行前7列A3-G3单元格依次命名为自定义厂家、型号类型、#B/R-滚动体数量、FI-内圈故障特征频率、FO-外圈故障特征频率、FB-滚动体故障特征频率、Fco-保持架故障特征频率；
将工作表中第4行第4列至第7列D4-G4单元格依次置入轴承内圈故障特征频率计算公式、轴承外圈故障特征频率计算公式、轴承滚动体故障特征频率计算公式、轴承保持架故障特征频率计算公式；
将工作表中第4行第1列A4单元格设置为空，此单元格为待输入的轴承厂家，对于未知厂家轴承，命名时统一输入为ZDY；第2列单元格B4置入AxxBxxCxxDxx形式的代替其轴承型号类型的计算公式，其中A代表轴承节径，其后面数字是第二行第一列即A2单元格待输入的轴承节径尺寸值，单位是mm；B代表滚动体直径，其后面数字是第二行第二列即B2单元格的滚动体直径尺寸值，单位是mm；C代表接触角，其后面数字是第二行第三列即C2单元格的角度值，单位是度；D代表滚动体数量，其后面数字是第二行第四列即D2单元格的数量值，单位是个。


4.根据权利要求2或3所述一种滚动轴承故障频率快速计算、查询检索系统，其特征在于，所述几何尺寸计算模块中设有添加按钮，用于将通过计算公式得出的轴承各部件故障特征频率添加至轴承故障库中；
所述添加按钮为一圆角矩形按钮，将其命名为增加至轴承故障库，其执行的任务为将定义命名后的轴承厂家、计算后得到的代替型号类型结果及轴承各部件故障特征频率增加至轴承故障库工作表中最后一行，如果计算后得到的代替型号类型结果AxxBxxCxxDxx与轴承故障库中的某一轴承型号类型字段完全相同，则提示此轴承尺寸已存在,不必新增。


5.根据权利要求1所述一种滚动轴承故障频率快速计算、查询检索系统，其特征在于，所述轴承故障库，包括存储的若干条已知轴承各部件故障特征频率及常用相关信息，和通过几何尺寸计算模块得出的新增轴承各部件故障特征频率以及与之对应的滚动轴承滚动体数量。


6.根据权利要求5所述一种滚动轴承故障频率快速计算、查询检索系统，其特征在于，所述轴承故障库的工作表第一行作为标题行，将标题行的A1-I1单元格依次命名为序号、轴承ID、轴承厂家、型号类型、#B/R-滚动体数量、FTF-保...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖永国，张振乙，杜东明，张越，蒋立军，柏德军，马忠华，于庆洲，白世群，孙庆惠，肖旭，
申请(专利权)人：华能大连热电有限责任公司，华能集团技术创新中心有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁;21