[发明专利]声学智能轴承

说明书

本发明提出了一种声学智能轴承,包括轴承本体，轴承本体外表面上设置有声孔一侧面向轴承的第一声音采集模块，所述轴箱体外表面上设置有第二声音采集模块；所述轴承本体的端部固设有永磁铁组，所述轴箱体内侧设有与所述永磁铁组位置平齐的霍尔传感器组；轴箱体内侧还设置有信号调理模块、数模转换单元、无线传输模块和微控制单元；第一声音采集模块、第二声音采集模块、霍尔传感器组分别与信号调理模块连接，信号调理模块与数模转换单元连接，数模转换单元与微控制单元连接，微控制单元通过无线传输模块与外部通信连接。该声学智能轴承基于轴承转速和声音信号进行轴承状态智能监测，能较全面的实现了对轴承智能监测。

技术领域

本发明涉及智能轴承领域，具体涉及一种声学智能轴承。

背景技术

滚动轴承是旋转器械的关键部分，但工作环境恶劣，损坏率高，往往导致设备停机，造成较大的经济损失甚至人员伤亡。因而，针对轴承进行健康状态监测及故障诊断具有极大的社会和经济效益。随着工业现代化进程的推进，具有自感知、自决策及自调控功能的轴承单元——智能轴承近年来成为研究热点。

现阶段智能轴承多采用集成转速、温度或振动传感器的方法感知轴承运行状态，忽略了声音这一信息源的利用。事实上，声信号包含着丰富的轴承状态信息，且相对于温度和振动信号有着早期预警和灵敏度高的独到优势，在列车轨边声学检测中得到了验证。然而，轨边声信号中存在声源混叠、信号畸变、信噪比低等诸多难题，限制了轨边系统的实际应用。

发明内容

为了克服上述现有技术中存在的缺陷，本发明的目的是提供一种声学智能轴承。

为了实现本发明的上述目的，本发明提供了一种声学智能轴承,包括轴承本体，所述轴承本体定位于一轴箱体内的轴上，所述轴承本体外表面上设置有声孔一侧面向轴承的第一声音采集模块，所述轴箱体外表面上设置有第二声音采集模块；

所述轴承本体的端部固设有永磁铁组，所述轴箱体内侧设有与所述永磁铁组位置平齐的霍尔传感器组，轴承本体运转时，霍尔传感器组切割永磁铁组的磁感线获取轴承转速信息及运转方向；

所述轴箱体内侧还设置有信号调理模块、数模转换单元、无线传输模块和微控制单元；所述信号调理模块、数模转换单元、无线传输模块和微控制单元集成于一内置电路板上，所述第一声音采集模块、第二声音采集模块、霍尔传感器组分别与所述信号调理模块连接，所述信号调理模块与数模转换单元连接，所述数模转换单元与微控制单元连接，所述微控制单元通过所述无线传输模块与外部通信连接。

该声学智能轴承基于轴承转速和声音信号进行轴承状态智能监测，由于第一声音采集模块接近故障源，且中间传输界面少，接收到的信号可靠程度较高，第二声音采集模块距离故障源较远，且经过多层介质传输，信号强度较小，采集到的信号主要是整个轴箱系统的噪声，因此对这两路具有空间差异性的声音信号进行采集、处理和分析，可以较全面地实现对轴承的智能监测。

该声学智能轴承的优选方案，所述第一声音采集模块设置于所述轴承本体的外圈端面上，所述第二声音采集模块设置于轴箱体的轴箱盖上。这使得第一声音采集模块能更加接近故障源，第二声音采集模块能更准确的采集整个轴箱系统的噪声。

该声学智能轴承的优选方案，所述轴承本体的端部限位有防松板，该防松板固连于所述轴上，所述永磁铁组固设于所述防松板上，所述霍尔传感器组固设于轴箱体的轴箱盖内侧。

本发明的有益效果是：该声学智能轴承较全面的实现了从轴承转速和声音信号方面对轴承的智能监测，在该声学智能轴承中各部件主要集成于轴箱盖、防松板或轴箱体上，便于加工、更换，特别适用于轨道交通轴承和风电轴承。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：