微型轴承外表面缺陷自动检测线设计
2005-06-12 1 摘要
目前我国大部分轴承产品加工企业，特别是一些中小规模的生产单位，对产品感官指标的检测还要借助于人的视觉和个人主观判断能力,因而占用了大量的人力,而且由于受到个人的视力、情绪、疲劳、光线等因素的影响,工作效率低,分选差异大。如何提高检测效率、检测的准确度，成为一个重要的研究课题。
本次设计引入了一个新的现代化的检测技术：基于图像识别技术的在线检测。
本次我的任务主要是设计整个检测线以及与其配套的相关执行系统、及相关软件。设计出了以同步带为传送方式的轴承输送带，设计出了4轴机械手，及其控制电器图，并编制了以部分系统软件。
经过设计，证明基于机器视觉的轴承在线检测系统的开发完确是可行的，我们的设计完全可以用到轴承生产企业中去。
关键字：图像识别；在线检测；同步带；机械手 2005-06-12 2 Abstract
Currently ，most of bearings production enterprises of our country ,
especially some factories of medium and small scale, still need to ask for help
from the person's sense of vision and personal subjective judgment abilities
to the examination of the product sense organs index sign, as result of taking
up a great deal of manpower, and because of being affect by the factors, such
as personal sight, motion, fatigue and ray...etc., the work efficiency is low,
and the difference of choosing is obvious. How to raise the degree of the
efficiency and accurate examination, becomes an important research topic.
This design led to go into a new modernized of examination technique: on-line
examination based on image understanding technique.
My mission mainly is to design the whole examination line performance
system, and software with its kit of related. We have designed bearings belt
taking synchronously belt as the conveying way, 4 stalk mechanical hands, and
electric appliances controlling diagram, also we have drawn up parts of system
software.
Through designing, it shows that the development of bearings on-line
examination system is reasonable; Our design can used in the manufactures of
bearings production.
Keywords: image understanding; on-line examination; synchronously
belt; manipulator 2005-06-12 3 目录
第一章 概 述 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„1
1.1 前 言 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„1
1.2 国内外发展情况„„„„„„„„„„„„„„„„„„„1
1.3 课题研究内容„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„1
第二章 系统总体设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„3
2.1系统总体技术分析 „„„„„„„„„„„„„„„„„„3
2.2总体系统工作原理 „„„„„„„„„„„„„„„„„„2
2.3系统描述及关键问题分析 „„„„„„„„„„„„„„„4
2.4系统总体的组成 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„5
2.5 总体系统的设计任务 „„„„„„„„„„„„„„„„„6
第三章 输送线的设计 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„7
3.1 自动线的设计选用要点 „„„„„„„„„„„„„„„„7
3.2 同步带简介 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„7
3.3 同步带的设计计算 „„„„„„„„„„„„„„„„„„10
第四章 机械手的设计 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„16
4.1引言„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„16
4.2 机械手的组成 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„16
4.3 机械手的整体功能 „„„„„„„„„„„„„„„„„„17
4.4机械手手部得设计 „„„„„„„„„„„„„„„„„„19
4.5 臂部设计 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„20
4.6 机身设计 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„21
4.7 底座设计 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„24
4.8 滚动轴承的选择计算 „„„„„„„„„„„„„„„„„27
4.9 联轴器的选择 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„27 2005-06-12 4 4.10 机械手的基本参数„„„„„„„„„„„„„„„„„„28
第五章 中间轴轴径估计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„29
5.1 初估轴径 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„29
5.2 零件的强度校核 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„30
第六章 电路图设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„33
6.1 微机测控系统的基本组成 „„„„„„„„„„„„„„33
6.2 基本工作流程过程„„„„„„„„„„„„„„„„„„39
6.3 单片机应用系统设计 „„„„„„„„„„„„„„„„„39
6.4 机械手流程图 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„40
6.5 相关的系统程序 „„„„„„„„„„„„„„„„„„42
总 结 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„43
致 谢„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„45
参考文献 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„46
附录 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„48
2005-06-12 5 第一章 论述
1.1前言
检测技术是现代制造业的基础技术之一,是保证产品质量的关键。随着现代制造业的发展,许多传统的检测技术已不能满足其需要,表现在:现代制造产品种类有很大的扩充,现代制造强调实时、在线、非接触检测,现代产品的制造精度大大提高;现代制造业的进步需要研究新型的产品检测技术。
计算机工业图象检测是将计算机视觉应用于工业检测的一门交叉学科。计算机视觉,指的是利用计算机技术对景物的图象进行识别],以实现对人视觉功能的扩展。利用这一技术可以解决许多工业图象检测环节的问题,以取代落后的人工检测,提高检测效率和工业自动化水平,构成带视觉环节的反馈控制系统。视觉检测技术具有非接触、速度快、精度合适、现场抗干扰能力强等突出的优点,能很好地满足现代制造业的需求,在实际中显示出广阔的应用前景。视觉检测技术是建立在计算机视觉研究基础上的一门新兴检测技术,可用于工业领域的很多方面,如零件检验与尺寸测量、零件的缺陷检查、零件装配、机器人的引导和零件的识别等。
轴承是机械行业的一个非常重要的零件,使用极其普遍且品种繁多,轴承的加工精度和质量关系到机械产品的使用性能和质量,因此对各种轴承的加工质量检测一直是轴承加工厂家关心的问题。
1.2 国内外的发展现状
目前我国大部分轴承产品加工企业，特别是一些中小规模的生产单位，对产品感官指标的检测还要借助于人的视觉和个人主观判断能力,因而占用了大量的人力,而且由于受到个人的视力、情绪、疲劳、光线等因素的影响,工作效率低,分选差异大。而且这种用肉眼检测轴承接触面的方法来测量齿面加工精度,这种检测方法是不足以胜任的,因为检测质量的结果依据各个检测员而不同。虽然座标检测机能对齿面进行批量检测,但目前市售测量机不能精确地检测轴面周边和不规则的表面,而且此类检测机需要相当长的检测时间。且该检测机的自动化程度不高,检测产品单一,且开发费用较高，与我国现有肉食品加工业的先进生产装备水平极不相符,也制约了机械制造业的长足发展。
1.3 课题研究内容
基于机器视觉（图像识别）的监测技术在有些行业已经得到较好的应用，而且创造了极高的价值。针对目前轴承检测过程中暴露出的问题, 为了提高生产效率，节约成本，我们必须建立一种全新的检测技术，用以替代落后的人工检测。而采用基于计算机的视觉检测和图象处理技术,设计一轴承外表的自动视觉检测系统,成为我们必然的选择。
本文根据我国目前的检测系统的发展水平，监测系统的设计要求，发展现状，今后的发展趋势，对可以在企业内部使用的基于图像识别模式的检测系统进行研究，采用同步带做为输送线，用两个四自由度机械手代替人工操作，用CCD摄像机进行图像采集， 2005-06-12 6 经过处理后，用先进的单片机进行集中控制，实现了自动化，准确化检测，提高了检测系统的可靠性、准确性、实用性。
微型滑块轴承润滑油膜厚度光学测量系统
微型滑块轴承润滑油膜厚度光学测量系统
李超;白清华;田鹏晖;郭峰
【摘 要】针对微型滑块轴承润滑试验研究测量复杂、精度低、不能实时测量等问题,提出一种微型滑块轴承润滑油膜厚度光学测量系统.通过基于平行并联机构的调节装置实现试样与玻璃盘倾角的调节与固定,上位机控制电机带动玻璃盘转动形成动压油膜.通过光栅获取玻璃盘的实时转速,通过双色光干涉法利用光流算法和基于动态时间规整(DTW)算法实现最小膜厚的同步测量.在实验环境中,该系统运行平稳,对于宽度为0.8 mm的滑块,倾角调节分辨率为1/7328,利用波长655 nm和532
nm的红绿双色光合成激光作为光源,实现膜厚在线追踪,可满足稳态以及时变的试验要求.%To overcome some difficulties in lubricating film measurement of
a micro-slider bearing by optical interferometry, such as complicated
operation, low accuracy and off-line measurement, a new micro slider
bearing film thickness measurement system as well as its structure and
measurement principle are introduced. Through the parallel-mechanism-based adjustment device, the inclination angle between the slider and the
glass disk can be readily adjusted and set. The glass disk is driven by a
motor which accepts the PC's order, and then hydrodynamic lubricant
轴承自动压装系统
2022年14期工艺创新科技创新与应用TechnologyInnovationandApplication
轴承自动压装系统
石建刚，任帅
（国能铁路装备有限责任公司包头车辆维修分公司，内蒙古包头014060）
随着铁路货车轮轴检修数量剧增，轮对轴承压装数
量随之增加，现有检修单位轴承的压装，还是人工作业，
轮对的输送靠人工推送，轴承和后挡等也是人工通过小
车推送，劳动强度大，效率低，质量受人为干扰大。研制的
轴承自动压装系统，在压装时机械臂自动抓取待压装轴
承同时定位轴承内部中隔圈，从而实现不同型号轮对及
轴承压装工作，同时设备在压装过程中自动旋转轴承并
检测轴承是否卡滞等功能，自动化程度高，将更换压装引
套及压头、中隔圈手动定位等工作由60min以上压缩至2~3min，极大提高了轮对轴承压装效率，且杜绝了人工
操作失误和发生工伤的危险。解决了轴承压装过程中人
工更换压装引套及压头、人工调整中隔圈等劳动强度大
且易发生工伤、效率低等问题，既保证轴承压装的质量，
又节省了人力、物力，提高了生产效率。1轴承自动压装系统结构
轴承自动压装系统主要由轴承压装机主机、悬挂式
智能机械臂、后挡压装机械手、轴承翻转台、自动挂后挡
机械手、轴承上料线和后挡料架等设备组成。
轴承压装机主机为压装系统的主体部分，悬挂式智
能机械臂及自动挂后挡机械手安装于主机横梁上。悬挂
式智能机械臂用于更换不同轴型轮对的压装法兰与芯套以及轴承的自动上料；自动挂后挡机械手从后挡旋转工
作台上水平抓取后挡翻转90毅后将后挡自动挂靠在压装
位轮对轴肩上。
后挡压装机械手从后挡料架上抓取后挡与塑钢隔圈
的组合件，在轴承翻转台处完成353130B与353132B型
号轴承与后挡及塑钢隔圈的自动压装。
轴承翻转台处为悬挂式智能机械臂的取轴承位置。
当翻转台翻转90毅时，轴承变为立放，由后挡压装机械手
完成后挡与轴承的压装，完成压装后翻回等待智能机械
臂取轴承上料。
轴承上料线为轴承的缓存线，用于存储轴承和轴承
微型轴承外环外圆直径自动检测装置设计
第1章 绪 论
1.1 课题研究的目的意义
轴承是一个支轴的零件，它可以引导轴的旋转，也可以承受轴上空转的零件，轴承可分为：滚动轴承和滑动轴承。一般来说的轴承是滚动轴承。滚动轴承是一种具有高度互换性的标准件，它具有摩擦力小，启动容易，润滑简单，便于更换等优点，在机械结构中几乎是不可缺少的部件。作为重要的机械基础件，滚动轴承是各种机械中传递运动和承受载荷的重要支承零件。
随着工业的发展，对滚动轴承的性能，寿命和可靠性提出了更高的要求。滚动轴承的性能，寿命和可靠性，取决与设计，制造和检测。检测是提高轴承性能的重要一环。
科学技术发展到了今天，人们对自然界的认识在很大程度上借助于检测仪器。工程、医学、科学试验等领域的发展与进步，都与检测技术的发展有着密切的关系。例如在工业生产中，为了正确的知道生产操作，保证生产安全，保证产品质量和实现生产过程自动化，一项必不可少的工作是准确而及时地检测出生产过程各个有关参数。又例如在科学技术的发展中，新的发明和突破很多都是以检测性质的试验为基础的。1916年爱因斯坦提出了广义相对论，由于当时不具备验证的试验条件，而在将近50年的时间中没有得到很快的发展，后来天文学上的发现和许多精确的技术对这个理论进行了成功的验证，才使得广义相对论得到了重新的认识和发展，这一事实说明了检测技术和科学技术之间的密切关系。从某种意义上来说，检测技术是所有科学技术的基础，同时检测技术又是科学技术的重要分支，是具有特殊性的专门科学和专门技术。随着科学技术的迅速发展，检测技术也在迅速发展之中，反过来检测技术的发展又进一步促进了科学技术的发展和进步。
当前，轴承检测的竞争非常激烈，而许多企业的自动化的程度普遍不高，在轴承的检测方面自动化程度明显不足。由于微型轴承的生产是大批量的，而要求的精度又是相对较高，如果不能实现检测的自动化，检测工作不仅需要大量的人力参与，导致劳动成本的大幅增加，效果却并不一定好。这必将制约企业的发展。所以在微型轴承行业进行自动化检测的技术改造是一项非常迫切的工作。
基于PIC的微型滚针轴承自动分拣系统设计
堡 二三２鳇 ＣＮ４１—１１４８／ Ｉ＇Ｈ 轴承２００７年８期 Ｂｅａｒｉｎｇ ２００７，Ｎｏ．８ ．．Ｉ工艺与装备
基于ＰＩＣ的微型滚针轴承自动分拣系统设计
赵永强，侯红玲 （陕西理工学院 机械工程学院，陕西 汉中７２３００３） 摘要：针对微型轴承检验效率低，误差大的现状，依据电子称重原理，利用ＰＩＣ单片机为核心控制部件，设计了 一种新型装置，实现微型轴承在加工中的自动分拣，提高了分拣效率和分拣准确性。 关键词：微型滚针轴承；ＰＩＣ；自动分拣 中图分类号：ＴＨ１３３．３３ ３；ＴＨ１６５ ．４ 文献标志码：Ｂ 文章编号：１０００—３７６２（２００７）０８—００１４—０３
Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｓｏｒｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ Ｍｉｎｉａｔｕｒｅ Ｎｅｅｄｌｅ Ｒｏｌｌｅｒ Ｂｅａｒｉｎｇｓ Ｂａｓｅｄ ｏｎ ＰＩＣ
ＺＨＡ０ Ｙｏｎｇ—ｑｉａｎｇ，ＨＯＵ Ｈｏｎｇ—ｌｉｎｇ （Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｓｈａｎｘｉ Ｐｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｈａｎｚｈｏｎｇ ７２３００３，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｏｖｅｒｃｏｍｅ ｌｏｗ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｉｅｓ ａｎｄ ｈｉｓｈ ｅｒｒｏｒ ｉｎ ｃｈｅｃｋｉｎｇ ｍｉｎｉａｔｕｒｅ ｂｅａｒｉｎｇ，ａ ｎｅｗ ｄｅｖｉｃｅ ｉｓ ｄｅｓｉｇｎｅｄ ｔｏ ｒｅａｌｉｚｅ ａｕｔｏｍａｔｉｃ ｓｏｒｔｉｎｇ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｏｆ ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｗｅｉｇｈｉｎｇ，ａｄｏｐｔｉｎｇ ＰＩＣ ａｓ ｃｏｒｅ ｐａｒｔ，ｗｈｉｃｈ ｉｍｐｒｏｖｅ ｓｏｒｔｉｎｇ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ａｎｄ ｃｏｒｒｅｃｔｎｅｓｓ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｍｉｎｉａｔｕｒｅ ｎｅｅｄｌｅ ｒｏｌｌｅｒ ｂｅａｒｉｎｇ；ＰＩＣ；ａｕｔｏｍａｔｉｃ ｓｏｒｔｉｎｇ 目前，对于微型轴承的生产加工的自动化程 度很高，其检测靠常规的手工操作很难完成。对 于具有６个滚针的总质量小于１ ｇ的微型轴承，如 果缺少一个或两个滚针，人工是很难检测的，经常 被误认为是合格品。目前，国内众多小型轴承生 产厂家的检测方法还处在半自动化与手工相结合 的检测水平，这需要大量人力，而且轴承的检测质 量也很难保证。本设计主要针对总质量小于１ ｇ 的滚针轴承缺少滚针的缺陷而开发的新型检测 设备 ¨。 １ 设计目标 设计的检测装置的检测范围为外径６．５ ｍｍ。 宽度６ ｍｌｎ，单件质量约０．７ ｇ。系统每日检测量不 少于１０ ０００个；检测准确率不小于９８％；同时系 统要具有故障保护、自动报警和零件计数等辅助 功能。 收稿日期：２００７—０２—０５ 作者简介：赵永强（１９７６一），男。讲师，研究方向为机电系 统设计及控制。Ｅ—ｍａｉｌ：ｚｙｑＯ６２０＠１６３．ｃｏｒｎ。 ２设计方案 目前，利用杠杆原理的各种秤或测力机，都是 依靠重力场依据静力平衡来测得物体质量，电子 称重技术亦是如此。在实际生产中，电子称重的 实施大多是在外界有振动源干扰的条件下进行。 从时问域来看，静态测量时，传感器的输出与时间 无关，即不随时问变化；动态测量时，传感器的输 出与时问有关，即随时问变化包括瞬态变化和连 续变化。从频率域来看，静态测量时，其输出信号 频谱只有零数；而在动态测量时，其输出信号频谱 则有各种频率成分，对周期信号为离散频谱。对非 周期信号为连续频谱 Ｊ。 此次设计将采用“静态标定，动态使用”的称 重传感器测量系统来实现。首先，进行静态标定。 以确定传感器的静态特性，作为动态测量的基础 和依据。然后，对传感器的动态特性进行校准。确 定传感器的动态误差，包括幅值误差和相位误差。 其中动态幅值误差 。可表示为
微型轴承外表面缺陷自动检测线设计
2005-06-12 1 摘要
目前我国大部分轴承产品加工企业，特别是一些中小规模的生产单位，对产品感官指标的检测还要借助于人的视觉和个人主观判断能力,因而占用了大量的人力,而且由于受到个人的视力、情绪、疲劳、光线等因素的影响,工作效率低,分选差异大。如何提高检测效率、检测的准确度，成为一个重要的研究课题。
本次设计引入了一个新的现代化的检测技术：基于图像识别技术的在线检测。
本次我的任务主要是设计整个检测线以及与其配套的相关执行系统、及相关软件。设计出了以同步带为传送方式的轴承输送带，设计出了4轴机械手，及其控制电器图，并编制了以部分系统软件。
经过设计，证明基于机器视觉的轴承在线检测系统的开发完确是可行的，我们的设计完全可以用到轴承生产企业中去。
关键字：图像识别；在线检测；同步带；机械手 2005-06-12 2 Abstract
Currently ，most of bearings production enterprises of our country ,
especially some factories of medium and small scale, still need to ask for help
from the person's sense of vision and personal subjective judgment abilities
to the examination of the product sense organs index sign, as result of taking
up a great deal of manpower, and because of being affect by the factors, such
速度检测型传感器轴承的设计
！墨 Ｑ ＝兰２鱼 ＣＮ４１—１１４８／ Ｈ 轴承２００７年１１期 Ｂｅａｒｉｎｇ２００７，Ｎｏ．１１
速度检测型传感器轴承的设计
赵志峰，张钢，高 刚，梁世颇，张彪
（上海大学机电工程与自动化学院，上海２０ｏｏ７２）
摘要：阐述了霍尔传感器的结构ｌ三ｌ及速度、转向测量的原理，进行了基于霍尔传感器的智能轴承的结构设计，此 轴承可以实现对转速、转数、转向和加速度等信号的测量，对整个装置的测量精度进行了分析，并将其与增量式 编码器进行了对比。 关键词：滚动轴承；传感器轴承；霍尔效应；转速；转向；检测 中圈分类号：ＴＨ１３３．３３ 文献标志码：Ａ 文章编号：１０００—３７６２（２００７）１１—００１２—０４
Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ Ｓｅｎｓｏｒ Ｂｅａｒｉｎｇ ｆｏｒ Ｒｏｔａｔｅ Ｓｐｅｅｄ Ｄｅｔｅｃｔｉｎｇ
ＺＨＡＯ Ｚｈｉ—ｆｅｎｇ，ＺＨＡＮＧ Ｇａｎｇ，ＧＡＯ Ｇａｎｇ，ＨＡＮＧ Ｓｈｉ—ｐｏ，ＺＨＡＮＧ Ｂｉａｏ （Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｍｅｃｈａｔｒｏｎｉｃｓ ａｎｄ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ，Ｓｈａｎｇｈａｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，ＳｈａｒＩｇｌｌａｉ ２ｑ００７２，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｆｉｒｓｔ，ｔｈｅ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ Ｈａｌｌ ｓｅｎｓｏｒ ａｎｄ ｔｈｅ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｏｆ ｔｈｅ ８ ，ｅｄ ａｎｄ ｒｏｔａｔｉｏｎ ｄｅｔｅｃｔｉｎｇ ａｒｅ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ， ｔｈｅｎ ｔｈｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆｔｈｅ￥ｅｒｔ￥ｏｒ ｂｅａｔｉｎｇ ｉｓ ｄｅｓｃｒｉｂｅｄ，ａｎｄ ｔｈｅ ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ ｏｆｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｉｓ ａｎａｌｙｚｅｄ．Ａｔ ｌａｓｔ，ｉｔ ｍａｋｅｓ ａ ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅ ｓｅｎｓｏｒ ｂｅａｒｉｎｇ ａｎｄ ｔｈｅ ｉｎｃｒｅｍｅｎｔａｌ ｅｎｃｏｄｅｒ，ａｎｄ ｄｒａｗｓ ｔｈｅ￣ｎｄｕｓｉｏｎ ｔｈａｔ ｔｈｅ￥ｅｎｓｏｒ ｂｅａｒｉｎｇ ｉｓ ｌｏｗ—ｃｏｓｔ，ｓｉｍｐｌｅ，ｃｏｍｐａｃｔ ａｎｄ ｅａｓｙ ｔｏ ｕｓｅ．Ｔｈｅ￥ｅｎｓｏｒ ｂｅａｒｉｎｇ ｉｓ ａｂｌｅ ｔｏ ｄｅｔｅｃｔ ｓｐｅｅｄ，ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ ａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｒｏｔａｔｉｏｎ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｒｏｌｌｉｎｇ ｂｅａｚｉｎｇ；￥ｅｒｔ￥ｏｒ ｂｅａｒｉｎｇ；Ｈａｌｌ ｅｆｆｅｃｔ；ｓｐｅｅｄ ｏｆｒｏｔａｔｉｏｎ；ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ ｏｆｒｏｔａｔｉｏｎ；ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ
基于DSP和ARM的滚动轴承自动监测和故障诊断系统
机电工程 ２００６年第２３卷第２期 Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ＆Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｍａｇａｚｉｎｅ Ｖｏ１．２３ Ｎｏ．２ ２００６
基于ＤＳＰ和ＡＲＭ的滚动轴承自动监测和故障诊断系统
唐秋杭，符丽娜，朱善安
（浙江大学电气工程学院，浙江杭州３１００２７）
摘要：为了提高轴承检测系统的稳定性和降低检测系统的成本，介绍一种基于ＤＳＰ和ＡＲＭ
的滚动轴承自动监测和故障诊断系统，该系统采用了轴承振动信号的时域参数法来判断轴承故障，
使用共振解调的诊断方法来判断故障的类型。实际使用证明，该系统具有诊断的高效和技术先进性。
关键词：ＤＳＰ；ＡＲＭ；轴承检测；故障诊断；共振解调
中图分类号：ＴＰ２７７；ＴＨＩ３３．３３ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００１—４５５１（２００６）Ｏｌ～０００１—０５
Ｂｅａｒｉｎｇ Ｔｅｓｔｉｎｇ ａｎｄ Ｆａｕｌｔ Ｄｉａｇｎｏｓｉｓ Ｓｙｓｔｅｍ
Ｂａｓｅｄ Ｏｉｌ ＤＳＰ ａｎｄ ＡＲＭ
ＴＡＮＧ Ｑｉｕ—ｈａｎｇ，ＦＵ Ｌｉ—ｎａ，ＺＨＵ Ｓｈａｎ—ａｎ
（Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ｇｈｅｊｉａｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｈａｎｇｚｈｏｕ ３１００２７，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ ｒｅｄｕｃｅ ｔｈｅ ｃｏｓｔ ｏｆ ｔｈｅ ｂｅａｒｉｎｇ ｆａｕｌｔ ｄｉａｇｎｏｓｉｓ ｓｙｓｔｅｍ，ｔｈｉｓ ｐａｐｅｉ＂ｉｎｔｒｏ－
ｄｕｃｅｓ ａ ｂｅａｒｉｎｇ ｔｅｓｔｉｎｇ ａｎｄ ｆａｕｌｔ ｄｉａｇｎｏｓｉｓ ｓｙｓｔｅｍ ｂａｓｅｄ ｏｎ ＤＳＰ ａｎｄ ＡＲＭ ｗｈｉｃｈ ｕｓｅｓ ｔｈｅ ｔｈｅｏｒｙ ｏｆ ｔｉｍｅ ｄｏｍａｉｎ ｐａｒａｍｅｔｅｒ ｏｆ ｂｅａｒｉｎｇ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｓｉｇｎａｌｓ ｔｏ ｊｕｄｇｅ ｗｈｅｔｈｅｒ ｔｈｅ ｂｅａｒｉｎｇ ｈａｓ ｓｏｍｅ ｐｒｏｂｌｅｍ ａｎｄ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｒｅｓｏｎａｎｃｅ ｄｅｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ｔｈｅｏｒｙ ｔｏ
低温下润滑剂对微型轴承启动摩擦力矩的影响
！曼 ！ 二三！ ＣＮ４１一ｌ１４８／ＴＨ 轴承２０１１年９期 Ｂｅａｒｉｎｇ ２０１１，Ｎｏ．９
．．．试验与分析
低温下润滑剂对微型轴承启动摩擦力矩的影响
姜绍娜 ，陶德华 ，陈晓阳 ，顾家铭
（１．上海大学 机械自动化学院，上海２０００７２；２．上海天安轴承有限公司，上海２００２３３）
摘要：对于微型轴承启动摩擦力矩敏感的应用场合，测试润滑剂性能的影响十分重要，介绍了一种微型轴承低 温启动摩擦力矩测试装置，其可根据要求改变轴向载荷，测试结果表明：该装置室温下与用ＹＺＣ—ＩＩ摩擦力矩 测试仪测得的结果吻合；在不同的超低温下测试了几种润滑剂对微型轴承启动摩擦力矩的影响，测得的数据有 较好的重复性。 关键词：微型轴承；低温启动摩擦力矩；润滑剂；测试装置 中图分类号：ＴＨ１３３．３３；ＴＨ８２３ ．４ 文献标志码：Ｂ 文章编号：１０００—３７６２（２０１１）０９—００３３—０３
Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ Ｌｕｂｒｉｃａｎｔ ｏｎ Ｓｔａｒｔｉｎｇ Ｆｒｉｃｔｉｏｎ Ｔｏｒｑｕｅ ｏｆ
Ｍｉｎｉａｔｕｒｅ Ｂｅａｒｉｎｇｓ Ｕｎｄｅｒ Ｌｏｗ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ
ＪＩＡＮＧ Ｓｈａｏ—ｎａ ，ＴＡＯ Ｄｅ—ｈｕａ ，ＣＨＥＮ Ｘｉａｏ—ｙａｎｇ ，ＧＵ Ｊｉａ—ｍｉｎｇ （１．Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ＆Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ａｎｄ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ，Ｓｈａｎｇｈａｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ ２０００７２，Ｃｈｉｎａ； ２．Ｓｈａｎｇｈａｉ Ｔｉａｎａｎ Ｂｅａｒｉｎｇ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｓｈａｎｇｈｍ ２００２３３，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ ｌｕｂｒｉｃａｎｔｓ ｉｓ ｍｕｃｈ ｍｏｒｅ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｆｏｒ ｔｈｅ ｃｒｕｃｉａｌ ｄｅｍａｎｄ ｏｆ ｔｈｅ ｓｔａｒｔｉｎｇ ｆｒｉｃｔｉｏｎ ｔｏｒｑｕｅ ｏｆ ｍｉｎｉａｔｕｒｅ ｂｅａｒｉｎｇ．Ａ ｄｅｖｉｃｅ ｉｓ ｄｅｓｉｇｎｅｄ，ｗｈｉｃｈ ｉｓ ａｂｌｅ ｔｏ ｔｅｓｔ ｔｈｅ ｓｔａｒｔｉｎｇ ｆｒｉｃｔｉｏｎ ｔｏｒｑｕｅ ｏｆ ｍｉｎｉａｔｕｒｅ ｂｅａｒｉｎｇ ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ａｘｉａｌ ｌｏａｄｓ ａｎｄ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｌｕｂｒｉｃａｎｔｓ ａｔ ｌｏｗ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ．Ｂｙ ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｔｅｓｔ ｒｅｓｕｌｔｓ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｏｆ ＹＺＣ—ＩＩ ｆｒｉｃｔｉｏｎ ｔｏｒｑｕｅ ｔｅｓｔｅｒ ａｔ ｒｏｏｍ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ｔｈｅ ｄｅｖｉｃｅ ｉｓ ｒｅｌｉａｂｌｅ；Ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｌｕｂｒｉｃａｎｔｓ ｏｎ ｓｔａｒｔｉｎｇ ｆｒｉｃｔｉｏｎ ｔｏｒｑｕｅ ｏｆ ｍｉｎｉａｔｕｒｅ ｂｅａｒｉｎｇ ｉｓ ｔｅｓｔｅｄ ａｔ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｌｏｗ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ｔｈｅ ｍｅａｓｕｒｅｄ ｄａｔａ ｈａｓ ｇｏｏｄ ｒｅｐｅａｔ— ａｂｉｌｉｔｙ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｍｉｎｉａｔｕｒｅ ｂｅａｒｉｎｇ；ｌｏｗ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｓｔａｒｔｉｎｇ ｆｒｉｃｔｉｏｎ ｔｏｒｑｕｅ；ｌｕｂｒｉｃａｎｔ；ｔｅｓｔｅｒ
角接触(推力)关节轴承装配高度测量仪的设计
２０１３年第１４期 （总第２５７期） 悯冬 ＮＯ．１４．２０１３ （ＣｕｍｕｌａｔｉｖｅｔｙＮＯ
．２５７）
角接触（推力）关节轴承装配高度测量仪的设计
陈小春
（福建龙溪轴承（集团）股份有限公司，福建漳州３６３０００）
摘要：由于角接触（推力）关节轴承内、外圈的工作滑动表面均为少半球面，外圈与内圈可以相互摆动，如
何克服内、外圈摆动对角接触（推力）关节轴承装配高度测量的影响，降低劳动强度，提高检测效率及精
度，成了企业急待解决的问题。文章设计了一种专用的测量仪以解决以上问题。
关键词：关节轴承；装配高度；测量基准；测量仪
中图分类号：ＴＨ１３３ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００９—２３７４（２０１３）１４—００１３—０３
１ 概述
角接触（推力）关节轴承由于球形滑动接触面积大， 倾斜角大，有较大的载荷能力和抗冲击能力，并具有抗
腐蚀、耐磨损、自动调心、润滑好或自润滑型无润滑物污
染的特点，因此广泛用于速度较低的摆动运动、倾斜运动 和旋转运动的场合，如工程液压油缸、锻压机床、工程机
ＳＰ１ ｗｒｉｔｅ：
ＣＩＪＲ ＳＰＩＦ
ＭＯＶ ＳＰ１０ＤＡＴ．Ｒ０ ＪＮＢ ＳＰＩＦ，￥ ＣＬＲ ＳＰＩＦ
ＲＥＴ （２）读取ＳＰＩ端口寄存器中的数据到ＲＯ：
ＳＰＩ ｒｅａｄ：
ＣＩＪＲ ＳＰＩＦ
ＭＯＶ ＳＰ１０ＤＡＴ． ｝００Ｈ
ＪＮＢ ＳＰＩＦ。￥
ＣＬＲＳＰＩＦ
ＭＯＶ Ｒ０．ＳＰＩＯＤＡＴ
ＲＥＴ （３）地址自动加１：
ＤＰＴＲ ＩＮＣ：
ＩＮＣＤ Ｒ ＬＬ
ＭＯＶ Ａ．＃０ｏＨ
ＣＪＮＥ Ａ，Ｄ ＰＩ＇Ｒ＿ＬＬ，ＤＰｒＲ＿ＲＥＴ
ＩＮＣＤ Ｒ ＨＬ Ｍ０ＶＡ．加０Ｈ
ＣＪＮＥ Ａ，ＤｆｒｒＲ＿ＨＬ，ＤＰＴＲ＿ＲＥＴ ＩＮＣＤＰ Ｒ ＨＨ
ＤＰｒＲ ＲＥＴ： ＲＥＴ 械、自动化设备、汽车减震器、水利机械等。
角接触关节轴承和推力关节轴承是我公司六大系列中 的两大系列的主导产品，产品型号繁多，每月都有大批量
轴承热处理、滚动体专用设备研发成果及发展趋势
产岖遵况 ｌ ｌｕｓｌ
■机械工业第十设计研究院／裴金明张悌恭房玉英赵武装
承热处理、
动体专用设备
发成果及发展趋势
轴承热处理专用设备
１．国内轴承热处理专用设备 状况
我国轴承行业热处理专用设备
经过引进国外先进技术，又经过２０ 多年对引进技术的消化吸收和技术
开发工作，目前与国外先进水平的
差距已大大缩小。主要表现在： （１）可控气氛热处理技术的普
及。 （２）我国轴承行业热处理装备的
改造是以消化吸收引进技术为目标。 目前主要热处理生产线的炉型基本
与国外类似，这些设备的技术水平 与国外先进水平的差距也在缩小。 （３）随着装备水平的提高，热处
理过程中各种工艺参数的测控手段 更加先进，热处理工艺水平和质量 水平也有了较大提高，热处理能耗 有所降低，环境状况进一步改善。
２．国内轴承热处理专用设备 研发成果
（１）中小型轴承套圈大批量生产
２００６年第４期 热处理装备在引进国外生产线的 基础上，国内已开发研制成功可控 气氛网带炉生产线和可控气氛铸链 炉生产线，并已系列化生产。目前
中小型轴承套圈的新增热处理装备 基本都是采用这两种生产线，其工
艺和质量水平与国外先进水平相当。
随着技术改造的持续进行，它们将 逐步取代原有的输送带炉生产线、 震底炉生产线、箱式炉等落后炉型。 （２）轴承滚动体大批量生产热处
理装备 可控气氛滚筒炉生产线是 滚动体热处理较理想的工艺装备，
目前对德国施瓦兹公司的ＫＨ７５０／１２
型可控气氛滚筒炉生产线的国产化 研制已经成功。如杭州金舟电炉有 限公司研发的ＲＧ一１５０螺旋滚筒式
保护气氛热处理连续生产线（油冷 或水剂淬火介质），加工后表面脱碳
层不大干０．０３ｍｍ，单粒硬度差不大 于０．５０ＨＲＣ，批硬度差不大于
１．００ＨＲＣ 目前该生产线在轴承滚 动体行业已投入使用，以后将进一 步完善提高并向系列化发展，以满
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