發(fā)布時間：2017-08-09 19:14

  本文關(guān)鍵詞：基于振動信號分析的滾動軸承故障診斷儀的設(shè)計與實現(xiàn)

  更多相關(guān)文章： 滾動軸承 故障診斷 振動信號 包絡(luò)解調(diào)分析 虛擬儀器

【摘要】：滾動軸承的振動信號是故障診斷中常用的征兆提取量，它對軸承工作狀態(tài)變化的反應(yīng)迅速、全面、真實，，且能很好的反應(yīng)出滾動軸承絕大部分故障的性質(zhì)、范圍和嚴(yán)重程度，并且有很多先進(jìn)有效的分析方法可供選擇。本文將基于振動信號的故障診斷方法與虛擬儀器技術(shù)相結(jié)合，對軸承故障診斷儀進(jìn)行了設(shè)計，并通過實驗測試對其有效性和實用性進(jìn)行了驗證。 本文首先以滾動軸承的結(jié)構(gòu)、載荷分布以及各元件間的運(yùn)動關(guān)系為理論基礎(chǔ)，對軸承的損傷形式、故障機(jī)理和故障特征進(jìn)行了研究。其次，從時域、頻域和時頻域三個方面，對滾動軸承故障診斷的信號處理方法進(jìn)行了分析、研究和對比，并對其在實際應(yīng)用中的有效性進(jìn)行了分析。時域分析主要介紹了振幅值診斷法、波形因數(shù)診斷法、概率密度診斷法及峭度系數(shù)診斷法等簡易診斷方法。頻域分析重點介紹了頻譜分析法、倒頻譜分析法、細(xì)化譜分析及包絡(luò)解調(diào)分析等信號處理方法，其中，包絡(luò)解調(diào)分析法是現(xiàn)有方法中最行之有效的軸承故障診斷方法。時頻域分析是對信號的頻譜含量隨時間變化的描述，本文對窗口（短時）傅里葉變換、小波變換和Hilbert-Huang變換進(jìn)行了深入的研究，并對其在實際應(yīng)用過程中的優(yōu)缺點做了分析。然后，基于信號處理方法理論和虛擬儀器技術(shù)，對滾動軸承故障診斷系統(tǒng)進(jìn)行了總體設(shè)計。軟件部分詳細(xì)介紹了故障診斷儀功能模塊的實現(xiàn)，硬件部分主要介紹了滾動軸承試驗臺的設(shè)計，以及軸承、傳感器、采集卡等型號的選擇和安裝。 最后，在上述工作的基礎(chǔ)上，完成了滾動軸承故障診斷儀的開發(fā)和滾動軸承試驗臺的搭建，并利用該試驗臺對滾動軸承故障診斷儀進(jìn)行了大量的實驗測試。實驗結(jié)果表明，本文開發(fā)的滾動軸承的故障診斷儀，能有效的識別軸承的典型故障，可以應(yīng)用到滾動軸承的故障診斷中去。
【關(guān)鍵詞】：滾動軸承 故障診斷 振動信號 包絡(luò)解調(diào)分析 虛擬儀器
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：TH133.33;TP277
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 1 緒論8-14
• 1.1 研究背景8
• 1.2 滾動軸承故障診斷方法的研究8-10
• 1.3 基于振動信號的滾動軸承故障診斷國內(nèi)外現(xiàn)狀10-12
• 1.4 本文的主要研究工作及內(nèi)容安排12-14
• 2 滾動軸承的典型結(jié)構(gòu)及故障機(jī)理14-23
• 2.1 滾動軸承的典型結(jié)構(gòu)14-15
• 2.2 滾動軸承的損傷分析15-17
• 2.3 滾動軸承特性分析17-19
• 2.3.1 滾動軸承的固有頻率17-18
• 2.3.2 滾動軸承故障特征頻率的計算18-19
• 2.4 滾動軸承的振動機(jī)理及其故障特征19-21
• 2.4.1 內(nèi)圈故障特征20
• 2.4.2 外圈故障特征20-21
• 2.4.3 滾動體故障特征21
• 2.5 本章小結(jié)21-23
• 3 基于振動信號分析的軸承故障診斷方法23-41
• 3.1 振動信號的采集23-27
• 3.1.1 常用傳感器23-26
• 3.1.2 信號調(diào)理26-27
• 3.1.3 數(shù)據(jù)采集器27
• 3.2 時域診斷法在軸承故障診斷中的應(yīng)用27-31
• 3.2.1 振幅值28
• 3.2.2 波形因數(shù)28
• 3.2.3 波峰因數(shù)28
• 3.2.4 概率密度28-29
• 3.2.5 峭度29-30
• 3.2.6 沖擊脈沖法30-31
• 3.3 頻域診斷法在軸承故障診斷中的應(yīng)用31-33
• 3.3.1 頻譜分析法32
• 3.3.2 細(xì)化譜分析法32
• 3.3.3 倒頻譜分析法32-33
• 3.4 時頻域診斷法在軸承故障診斷中的應(yīng)用33-36
• 3.4.1 窗口（短時）傅里葉變換33-34
• 3.4.2 小波分析34
• 3.4.3 Hilbert-Huang 變換34-36
• 3.5 包絡(luò)解調(diào)分析36-39
• 3.5.1 包絡(luò)解調(diào)原理37
• 3.5.2 希爾伯特 ( Hilbert) 變換解調(diào)37-38
• 3.5.3 能量算子解調(diào)法38-39
• 3.6 本章小結(jié)39-41
• 4 軸承故障診斷系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)41-52
• 4.1 虛擬儀器41-43
• 4.1.1 虛擬儀器的特點41-42
• 4.1.2 LabVIEW 簡介42-43
• 4.2 軸承故障診斷系統(tǒng)的開發(fā)43-51
• 4.2.1 基于虛擬儀器的診斷系統(tǒng)的硬件組成43-47
• 4.2.2 滾動軸承故障診斷系統(tǒng)主要分析模塊設(shè)計47-51
• 4.3 本章小結(jié)51-52
• 5 滾動軸承故障的實驗數(shù)據(jù)分析52-60
• 5.1 實驗設(shè)備的安裝與連接52
• 5.2 實驗步驟52-53
• 5.3 實驗數(shù)據(jù)分析53-59
• 5.3.1 時域參數(shù)分析53-54
• 5.3.2 軸承特征頻率的計算54-55
• 5.3.3 包絡(luò)解調(diào)分析55-59
• 5.4 本章小結(jié)59-60
• 6 總結(jié)與展望60-62
• 6.1 總結(jié)60-61
• 6.2 展望61-62
• 致謝62-63
• 參考文獻(xiàn)63-66
• 附錄66

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：646860