滚动轴承多维参数自动化检测线和滚动轴承等级评价方法技术

本发明专利技术提出了滚动轴承多维参数自动化检测线和滚动轴承等级评价方法，所述检测线包括控制系统、与控制系统相连的传送带装置和设在传送带装置外侧的机械臂装置，沿传送带装置的长度方向设置有滚动轴承刚度测试模块、滚动轴承径向游隙测试模块和滚动轴承振动特征测试模块。本发明专利技术通过设置传送带装置和机械臂装置，能够自动检测滚动轴承的径向和轴向支撑刚度、径向游隙和振动特征等参数。在实际的生产工作中，本发明专利技术能够取代部分单一功能的轴承性能指标检测装置，使生产企业减少或者不需要额外建设滚动轴承检测和筛选流水线。本发明专利技术能够及时发现和筛除不合格的受检轴承，有助于企业提高产品的质量水平，达到降低成本投入、提高生产工作效率的效果。生产工作效率的效果。生产工作效率的效果。

【技术实现步骤摘要】
滚动轴承多维参数自动化检测线和滚动轴承等级评价方法


[0001]本专利技术属于轴承检测
，具体涉及滚动轴承多维参数自动化检测线和滚动轴承等级评价方法。

技术介绍

[0002]滚动轴承是旋转机械中的关键部件，其质量和性能对于旋转机械的可靠性、安全性以及服役性能等都有着难以忽视的影响。为了保障机械产品能够稳定可靠的工作，设计人员和制造人员有必要在滚动轴承安装到产品之前对其径向游隙、支撑刚度、振动特征等关键参数进行检测，筛选出那些符合相关性能指标的轴承。
[0003]目前，大多数检测设备只能检测单一的参数，比如CN202210906441.2和CN201310304120.6公开的专利只能进行滚动轴承径向游隙检测，CN202110389138.5公开的专利只能进行滚动轴承刚度检测，CN202111575216.7和CN201410519880.3公开的专利只能进行滚动轴承振动特征的检测。但在实际的工程场景中，机械产品上的滚动轴承往往需要检测和评价多个参数。
[0004]为了满足大规模生产的要求，相关企业必须要购置大量的检测设备，然而不同类型的检测设备一般来自不同的生产企业，使得这些检测设备之间的协作水平较低，需要生产单位额外搭建滚动轴承检测流水线使这些设备能够协同工作，这无疑会耗费大量的人力物力和财力，导致生产成本的增加以及较为低下的生产效率；而且由于各检测设备的检测参数不同，需要人工多维度综合评价滚动轴承是否合格，工作量大。

技术实现思路

[0005]本专利技术旨在解决现有技术中存在的技术问题，本专利技术的第一个目的是提供一种滚动轴承多维参数自动化检测线，本专利技术的第二个目的是提供一种利用前述检测线的滚动轴承等级评价方法。
[0006]为达到上述第一个目的，本专利技术采用如下技术方案：滚动轴承多维参数自动化检测线，包括控制系统、与控制系统相连的输送滚动轴承的传送带装置和设在传送带装置外侧的机械臂装置，沿传送带装置的长度方向还设置有分别与控制系统相连的多个测试模块，测试模块包括滚动轴承刚度测试模块、滚动轴承径向游隙测试模块和滚动轴承振动特征测试模块；传送带装置上安装有轴承支承座，受检滚动轴承能够安置于轴承支承座上，并可随轴承支承座在传送带装置上运动；机械臂装置用于夹取位于轴承支承座上的受检滚动轴承、并将其送入各个测试模块进行检测，并在检测完成后，将受检滚动轴承从各个测试模块上取出、并放回传送带装置的轴承支承座上；控制系统控制滚动轴承刚度测试模块、滚动轴承径向游隙测试模块和滚动轴承振动特征测试模块工作以对受检滚动轴承进行刚度检测、径向游隙检测和振动特征检测，控制系统获取受检滚动轴承的径向刚度参数、轴向刚度参数、径向游隙参数、振动速度参数和振动加速度参数。
[0007]上述技术方案，通过设置传送带装置和机械臂装置，能够自动检测滚动轴承的径
向和轴向支撑刚度、径向游隙和振动特征等关键参数。在实际的生产工作中，本专利技术能够取代部分单一功能的轴承性能指标检测装置，使生产企业减少或者不需要额外建设滚动轴承检测流水线。
[0008]在本专利技术的一种优选实施方式中，径向游隙测试模块检测每个受检滚动轴承在0
°
、120
°
和240
°
三个不同的角度位置的径向游隙，并取均值作为该滚动轴承的径向游隙。
[0009]在本专利技术的一种优选实施方式中，该检测线还包括设在传送带装置始端的与控制系统相连的激光打标装置，控制系统中录入有滚动轴承编号，激光打标装置根据控制系统中录入的滚动轴承编号在待检批次的滚动轴承外圈表面上打上相应标记和编号。
[0010]上述技术方案，通过设置激光打标装置在待检批次的滚动轴承外圈表面上打上相应标记和编号，以此保证控制系统中获取的检测数据能够和受检滚动轴承相互对应。
[0011]在本专利技术的一种优选实施方式中，控制系统包括硬件装置控制模块、检测数据存储模块和检测数据分析模块；硬件装置控制模块用于控制检测线的运行状态，并通过修改该硬件装置控制模块中的程序以实现对检测线的功能扩展；检测数据存储模块用于自动保存受检滚动轴承的刚度检测结果、径向游隙检测结果、振动特征检测结果，并可显示和查看滚动轴承的刚度检测结果、径向游隙检测结果、振动特征检测结果；检测数据分析模块用于对滚动轴承进行刚度分析、振动分析和统计分析；刚度分析可显示滚动轴承刚度测试模块测试过程中施加在滚动轴承上的径向载荷和轴向载荷的数值、以及与其相对应的轴承径向位移和轴向位移曲线，并根据载荷与位移的关系计算出滚动轴承的径向刚度和轴向刚度；振动分析根据滚动轴承振动特征测试模块采集到的数据计算受检滚动轴承的振动速度特征和振动加速度特征；统计分析功能实现对规定编号的滚动轴承测量数据进行整理，并可对测试数据的准确性进行评估。
[0012]在本专利技术的一种优选实施方式中，控制系统包括滚动轴承评价模块，滚动轴承评价模块能够读取该模块中信息、根据这些信息对受检滚动轴承进行评价、并根据评价结果对滚动轴承进行筛选和分组。
[0013]上述技术方案，通过设置滚动轴承评价模块，便于多滚动轴承进行筛选和分组，使生产企业减少或者不需要额外建设滚动轴承筛选流水线。
[0014]为达到上述第二个目的，本专利技术采用如下技术方案：滚动轴承等级评价方法，其利用本专利技术提供的检测线，滚动轴承评价模块包括第一机器学习模型和第二机器学习模型，该等级评价方法包括如下步骤；
[0015]1)获取原始样本数据作为训练数据，事先准备不同等级的滚动轴承，通过检测线检测其轴向刚度、径向刚度、径向游隙、振动速度和振动加速度；
[0016]2)数据预处理，通过上一步骤采集的振动速度计算其低频频带内的振动速度均方根值v
LRMS
、中频频带内的振动速度均方根值v
MRMS
和高频频带内的振动速度均方根值v
HRMS
，将其与轴向刚度K
a
、径向刚度K
r
、径向游隙G
r
拼接为一个特征向量
[0017]v
features
＝[K
a
,K
r
,G
r
,v
LRMS
,v
MRMS
,v
HRMS
]，并对其进行最大最小归一化处理，对振动加速度数据进行傅里叶变换，获得其频域表示，取0
‑
5000Hz频率对应的幅值，记为v
a
，并对其进行最大最小归一化处理；
[0018]3)将特征向量v
features
输入第一个机器学习模型，由第一个机器学习模型对特征向量v
features
进行处理；
[0019]4)将振动加速度幅值v
a
输入到第二个机器学习模型，由第二个机器学习模型从振动加速度的频域信号中提取信号特征；
[0020]5)设第一个机器学习模型的输出结果为o1，第二个机器学习模型本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.滚动轴承多维参数自动化检测线，其特征在于，包括控制系统、与控制系统相连的输送滚动轴承的传送带装置和设在传送带装置外侧的机械臂装置，沿所述传送带装置的长度方向还设置有分别与控制系统相连的多个测试模块，所述测试模块包括滚动轴承刚度测试模块、滚动轴承径向游隙测试模块和滚动轴承振动特征测试模块；所述传送带装置上安装有轴承支承座，受检滚动轴承能够安置于所述轴承支承座上，并可随所述轴承支承座在传送带装置上运动；所述机械臂装置用于夹取位于轴承支承座上的受检滚动轴承、并将其送入各个测试模块进行检测，并在检测完成后，将受检滚动轴承从各个测试模块上取出、并放回传送带装置的轴承支承座上；所述控制系统控制所述滚动轴承刚度测试模块、滚动轴承径向游隙测试模块和滚动轴承振动特征测试模块工作以对受检滚动轴承进行刚度检测、径向游隙检测和振动特征检测，所述控制系统获取受检滚动轴承的径向刚度参数、轴向刚度参数、径向游隙参数、振动速度参数和振动加速度参数。2.根据权利要求1所述的滚动轴承多维参数自动化检测线，其特征在于，所述径向游隙测试模块检测每个受检滚动轴承在0
°
、120
°
和240
°
三个不同的角度位置的径向游隙，并取均值作为该滚动轴承的径向游隙。3.根据权利要求1所述的滚动轴承多维参数自动化检测线，其特征在于，还包括设在所述传送带装置始端的与控制系统相连的激光打标装置，所述控制系统中录入有滚动轴承编号，所述激光打标装置根据控制系统中录入的滚动轴承编号在待检批次的滚动轴承外圈表面上打上相应标记和编号。4.根据权利要求1所述的滚动轴承多维参数自动化检测线，其特征在于，所述控制系统包括硬件装置控制模块、检测数据存储模块和检测数据分析模块；所述硬件装置控制模块用于控制所述检测线的运行状态，并通过修改该硬件装置控制模块中的程序以实现对所述检测线的功能扩展；所述检测数据存储模块用于自动保存受检滚动轴承的刚度检测结果、径向游隙检测结果、振动特征检测结果，并可显示和查看滚动轴承的刚度检测结果、径向游隙检测结果、振动特征检测结果；所述检测数据分析模块用于对滚动轴承进行刚度分析、振动分析和统计分析；所述刚度分析可显示滚动轴承刚度测试模块测试过程中施加在滚动轴承上的径向载荷和轴向载荷的数值、以及与其相对应的轴承径向位移和轴向位移曲线，并根据载荷与位移的关系计算出滚动轴承的径向刚度和轴向刚度；所述振动分析根据滚动轴承振动特征测试模块采集到的数据计算受检滚动轴承的振动速度特征和振动加速度特征；所述统计分析功能实现对规定编号的滚动轴承测量数据进行整理，并可对测试数据的准确性进行评估。5.根据权利要求1
‑
4中任一项所述的滚动轴承多维参数自动化检测线，其特征在于，所述控制系统包括滚动轴承评价模块，所述滚动轴承评价模块能够读取该模块中信息、根据这些信息对受检滚动轴承进行评价、并根据评价结果对滚动轴承进行筛选和分组。6.利用权利要求5所述的滚动轴承多维参数自动化检测线的滚动轴承等级评价方法，其特征在于，所述滚动轴承评价模块包括第一机器学习模型和第二机器学习模型，等级评价方法包括如下步骤；
1)获取原始样本数据作为训练数据，事先准备不同等级的滚动轴承，通过所述检测线检测其轴向刚度、径向刚度、径向游隙、振动速度和振动加速度；2)数据预处理，通过上一步骤采集的振动速度计算其低频频带内的振动速度均方根值v
LRMS
、中频频带内的振动速度均方根值v
MRMS
和高频频带内的振动速度均方根值v
HRMS
，将其与轴向刚度K
a
、径向刚度K
r
、径向游隙G
r
拼接为一个特征向量v
features
＝[K
a
,K
r
,G
r
,v
LRM...

【专利技术属性】
技术研发人员：余文念，林正宇，王乐，曾强，张玉东，许晋，程燕，张强，李亮，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：