【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于机械故障诊断，涉及一种滚动轴承故障模拟实验装置及故障在线诊断方法。
技术介绍
1、滚动轴承作为多种机械设备的核心零部件，其运行状态直接关系着整个设备的正常运转。滚动轴承的实际服役环境通常表现为变转速、变载荷等，而在非平稳变工况条件下轴承所受的应力比较复杂，容易损坏发生故障。因此，对滚动轴承进行故障模拟实验并对实验数据进行分析，为掌握滚动轴承工作状态提供支撑，对保障机械设备安全稳定运行具有重大意义。
2、为了保证机械设备安全稳定运行，目前多采用巡检方式，定期采集机械设备的振动数据，然后进行分析处理，以掌握机械设备运行状态，但是考虑成本问题，此种方式两次检查之间间隔时长通常较长，不利于及时掌握机械设备运行状态，对机械设备的故障预测也容易出现滞后性。目前也有通过对滚动轴承进行载荷加载，并进行故障模拟试验的方式，以掌握滚动轴承工作状态，从而了解机械设备的运行状态，例如申请号为201821548227.x的专利公开了一种小型滚动轴承径向加载装置及其实验台，其使用实验平台对小型轴承进行故障模拟试验，但是其对转轴进行加载，一方面转轴容易受损，导致试验成本增加，另一方面，在实际机械设备运行过程中，为了保证转轴质量以及转动顺畅性，通常不会在转轴上加载负荷，由此，对转轴加载负荷模拟轴承故障与实际情况差距较大，试验结果误差也较大，从而降低试验结果的准确性；同时，其开展轴承故障模拟实验，未对模拟过程数据进行收集，在进行故障分析时，数据缺口较大，无法对轴承实际情况进行准确识别，也造成了故障预测的滞后性。
3、因此，有
技术实现思路
1、为了克服
技术介绍
中的问题，本专利技术提出了一种滚动轴承故障模拟实验装置及故障在线诊断方法，通过摩擦扭矩测试装置、力传感器、x方向加速度传感器、y方向加速度传感器、温度传感器将感应信号传输至数据采集终端，再由数据采集终端将信号转换后，传输至计算机进行储存，方便工作人员查找及调用；通过对测试轴承固定座加载负荷，进而使待测轴承在负荷情况下工作，对待测轴承进行故障模拟，一方面降低转轴损坏概率，降低成本，另一方面以更接近待测轴承实际工作情况的加载方式，提高获取数据准确性，从而使得数据分析的数据基础更加接近滚动轴承实际工作状态，工作人员在调用获取数据进行分析时，有更多更准确的数据作为分析基础对工作人员的分析工作进行支撑，有利于提升数据分析可靠性，提高故障预测及诊断准确性；结合故障在线诊断方法对获取的数据进行较为准确的分析诊断，掌握滚动轴承故障模拟实验过程中，滚动轴承状态，为滚动轴承实际工作故障预测分析提供可靠参考。
2、为实现上述目的，本专利技术一方面提供了一种滚动轴承故障模拟实验装置，所述的滚动轴承故障模拟实验装置包括驱动电机1、轴承座2、转轴3、测试轴承固定座4、摩擦扭矩测试装置5、力传感器6、eha液压加载装置7、防振底座8、x方向加速度传感器10、y方向加速度传感器11、电机支撑座12，支架14、温度传感器15、计算机16、数据采集终端18、第二联轴器20，所述驱动电机1通过所述电机支撑座12与所述防振底座8固定连接，所述轴承座2固定安装在防振底座8上并且轴承座2内安装有轴承，所述测试轴承固定座4通过摩擦扭矩测试装置5与支架14连接，所述支架14固定安装在防振底座8上，所述测试轴承固定座4内固定安装有待测轴承19，所述驱动电机1输出端与所述转轴3一端通过第二联轴器20连接，转轴3与轴承座2内安装的轴承配合连接并且转轴3另一端穿过所述轴承座2内的轴承与所述测试轴承固定座4内安装的待测轴承19配合连接，所述eha液压加载装置7位于测试轴承固定座4一侧并与测试轴承固定座4位置对应，eha液压加载装置7固定安装在防振底座8上，所述力传感器6安装在eha液压加载装置7上，所述x方向加速度传感器10固定安装在测试轴承固定座4远离eha液压加载装置7一侧的侧面上，所述y方向加速度传感器11和温度传感器15固定安装在测试轴承固定座4顶面上，所述摩擦扭矩测试装置5、力传感器6、x方向加速度传感器10、y方向加速度传感器11、温度传感器15输出端与所述数据采集终端18输入端连接，所述数据采集终端18输出端与所述计算机16输入端连接。
3、作为优选，所述转轴3为分段结构，相邻两段转轴3之间通过第一联轴器9连接。第一联轴器9的数量根据实际使用过程中转轴3分段的段数确定，转轴3分段段数越多，则需要增加相应数量的第一联轴器9将相邻两段转轴3进行连接。
4、作为优选，所述的滚动轴承故障模拟实验装置还包括柜体17，所述防振底座8固定安装在柜体17上，所述柜体17底部安装有万向轮13。
5、作为优选，所述eha液压加载装置7的加载方式包括：输入恒定力加载、三角波形式加载、梯形变化加载。
6、本专利技术另一方面提供了一种滚动轴承故障在线诊断方法，在所述计算机16中部署信号融合模块、故障诊断模块、可视化终端，所述的故障在线诊断方法包括以下步骤：
7、s1：所述信号融合模块对模拟实验过程中数据采集终端18传输至计算机16的数据进行融合处理，得到融合值。
8、s2：所述故障诊断模块对所述步骤s1中得到的融合值进行teager能量算子解调，得到teager能量谱融合值，所述可视化终端对计算机16接收的信号以及对teager能量谱进行可视化显示，基于teager能量谱融合值，进行故障特征提取，将提取到的故障频率与理论值进行比较，得到待测轴承19的故障情况。
9、具体地，信号融合模块进行融合处理的过程为：所述力传感器6、x方向加速度传感器10、y方向加速度传感器11、温度传感器15将信号传输至数据采集终端18后，数据采集终端18将电信号转换为数字信号，再将信号再传输至所述计算机16，通常摩擦扭矩测试装置5传输的信号存储在计算机16中做备用信号，故障诊断过程优先使用力传感器6、x方向加速度传感器10、y方向加速度传感器11、温度传感器15传输的信号，所述计算机16中的信号融合模块在同一时间 t会接收到4个信号，其中第 i个传感器与第 j个传感器的信号的互相关性满足：，其中，为信号作互相关计算时的时间坐标移动值， l是测试信号总的数据长度， n为一个传感器信号总组数， k是一个传感器不同组信号， x i,t是计算机在 t时接收到的第 i个传感器的信号值， x j,t+m是计本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种滚动轴承故障模拟实验装置，其特征在于：所述的滚动轴承故障模拟实验装置包括驱动电机（1）、轴承座（2）、转轴（3）、测试轴承固定座（4）、摩擦扭矩测试装置（5）、力传感器（6）、EHA液压加载装置（7）、防振底座（8）、X方向加速度传感器（10）、Y方向加速度传感器（11）、电机支撑座（12），支架（14）、温度传感器（15）、计算机（16）、数据采集终端（18）、第二联轴器（20），所述驱动电机（1）通过所述电机支撑座（12）与所述防振底座（8）固定连接，所述轴承座（2）固定安装在防振底座（8）上并且轴承座（2）内安装有轴承，所述测试轴承固定座（4）通过摩擦扭矩测试装置（5）与支架（14）连接，所述支架（14）固定安装在防振底座（8）上，所述测试轴承固定座（4）内固定安装有待测轴承（19），所述驱动电机（1）输出端与所述转轴（3）一端通过第二联轴器（20）连接，转轴（3）与轴承座（2）内安装的轴承配合连接并且转轴（3）另一端穿过所述轴承座（2）内的轴承与所述测试轴承固定座（4）内安装的待测轴承（19）配合连接，所述EHA液压加载装置（7）位于测试轴承固定座（4）一侧并与测
2.根据权利要求1所述的一种滚动轴承故障模拟实验装置，其特征在于：所述转轴（3）为分段结构，相邻两段转轴（3）之间通过第一联轴器（9）连接。
3.根据权利要求1所述的一种滚动轴承故障模拟实验装置，其特征在于：所述的滚动轴承故障模拟实验装置还包括柜体（17），所述防振底座（8）固定安装在柜体（17）上，所述柜体（17）底部安装有万向轮（13）。
4.根据权利要求1所述的一种滚动轴承故障模拟实验装置，其特征在于：所述EHA液压加载装置（7）的加载方式包括：输入恒定力加载、三角波形式加载、梯形变化加载。
5.一种用于权利要求1-4任一项所述装置的滚动轴承故障在线诊断方法，其特征在于：在计算机（16）系统中部署信号融合模块、故障诊断模块、可视化终端，具体包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的一种滚动轴承故障在线诊断方法，其特征在于：所述步骤S1中，信号融合模块进行融合处理的过程具体包括：
7.根据权利要求5所述的一种滚动轴承故障在线诊断方法，其特征在于：所述步骤S2中，待测轴承外圈缺陷频率理论值通过公式计算，其中Z为待测轴承滚动体个数，θ为接触角，D为待测轴承节径，d为待测轴承滚动体直径，fr为驱动电机的转速除以60；
...【技术特征摘要】
1.一种滚动轴承故障模拟实验装置，其特征在于：所述的滚动轴承故障模拟实验装置包括驱动电机（1）、轴承座（2）、转轴（3）、测试轴承固定座（4）、摩擦扭矩测试装置（5）、力传感器（6）、eha液压加载装置（7）、防振底座（8）、x方向加速度传感器（10）、y方向加速度传感器（11）、电机支撑座（12），支架（14）、温度传感器（15）、计算机（16）、数据采集终端（18）、第二联轴器（20），所述驱动电机（1）通过所述电机支撑座（12）与所述防振底座（8）固定连接，所述轴承座（2）固定安装在防振底座（8）上并且轴承座（2）内安装有轴承，所述测试轴承固定座（4）通过摩擦扭矩测试装置（5）与支架（14）连接，所述支架（14）固定安装在防振底座（8）上，所述测试轴承固定座（4）内固定安装有待测轴承（19），所述驱动电机（1）输出端与所述转轴（3）一端通过第二联轴器（20）连接，转轴（3）与轴承座（2）内安装的轴承配合连接并且转轴（3）另一端穿过所述轴承座（2）内的轴承与所述测试轴承固定座（4）内安装的待测轴承（19）配合连接，所述eha液压加载装置（7）位于测试轴承固定座（4）一侧并与测试轴承固定座（4）位置对应，eha液压加载装置（7）固定安装在防振底座（8）上，所述力传感器（6）安装在eha液压加载装置（7）上，所述x方向加速度传感器（10）固定安装在测试轴承固定座（4）远离eha液压加载装置（7）一侧的侧面上，所述y方向加速度传感器（11）和温度传感器（15）固定安装在测试轴承固定座（4）顶面上，所述摩...
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