缺陷轴承的噪音检测研究

发布时间：2017-10-04 02:25

  本文关键词：缺陷轴承的噪音检测研究

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【摘要】：随着社会的进步，，机械化程度的提高，轴承的应用越来越广泛，轴承的质量关系着设备能否正常运转。本文认真分析了轴承检测技术的发展史以及国内外发展现状，得出了目前市场上轴承检测以获取轴承的振动信号为主，通过研究轴承振动信号的频谱图以及峰值等来分析轴承是否存在缺陷以及缺陷产生的位置。轴承振动过程中引起周围介质振动，即为机械波，就是我们通常说的噪音。轴承的振动与噪音之间有着密切的联系，通过检测轴承的噪音同样能够达到分析缺陷故障的目的。同时，人们对于低噪音轴承要求越来越高，因此轴承噪音的理论研究和检测方式的实现变得越来越重要。 本文通过查阅相关文献资料，研究了轴承的结构特点。建立了轴承的三维振动模型，同时分析了内外沟道及滚动体表面同时存在波纹度时轴承的振动情况，通过建立振动模型获取了滚道体的振速，进而研究了轴承噪音的波动方程，并对方程用matlab进行了仿真分析。通过仿真分析认为轴承表面的波纹度会直接影响轴承噪声的声压和声压级。 在研究模型的基础上，本文还设计了一套在现场拾取轴承噪音信号的装置。噪音检测的难点在于现场环境影响对结果影响较大，因此本文专门设计了隔音罩。通过实验验证设计的隔音罩能隔离背景噪音30分贝。因为隔音罩的影响，市场现有的加载装置不再适用于轴承检测，为此设计了轴承加载加紧装置。通过研究发现压电陶瓷传感器对不同频率的声音信号敏感，本文通过压电陶瓷咪头来拾取轴承的噪音信号，放大滤波后通过无线网络将信号发送到上位机进行分析处理，继而判断出轴承的质量情况，同时还能将数据进行保存，留待后期分析研究。经测试，此系统能达到期望效果，证明了通过检测噪音来分析轴承是否存在缺陷的方案是可行的。
【关键词】：轴承 噪音 检测 传感器
【学位授予单位】：中北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH133.3;TB53
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 绪论10-16
• 1.1 课题研究背景及意义10-11
• 1.2 轴承故障诊断的研究现状11-13
• 1.3 轴承故障诊断方式分类13-14
• 1.3.1 振动诊断技术13
• 1.3.2 铁谱诊断技术13-14
• 1.3.3 油膜电阻诊断技术14
• 1.3.4 温度诊断技术14
• 1.4 本文主要研究内容14-16
• 2 轴承噪音产生机理16-25
• 2.0 概述16
• 2.1 滚动轴承的基本结构和参数16-18
• 2.2 滚动轴承常见故障形式及其频率特征18-21
• 2.2.1 轴承的主要失效形式18-19
• 2.2.2 滚动轴承的故障频率19-20
• 2.2.3 滚动轴承振动信号分析20-21
• 2.3 滚动轴承的噪音机理及特点21-24
• 2.3.1 振动与噪音关系21-22
• 2.3.2 噪音检测技术的分类22-23
• 2.3.3 轴承噪音特点23-24
• 2.4 本章小结24-25
• 3 滚动轴承的噪音模型及仿真25-39
• 3.1 概述25
• 3.2 球轴承 herzt 接触特性25-28
• 3.3 轴向载荷作用下轴承的非线性振动模型28-30
• 3.3.1 轴承表面波纹度模型28-29
• 3.3.2 接触副几何关系模型29-30
• 3.4 轴承非线性噪音模型30-32
• 3.5 滚动轴承噪音的仿真分析32-38
• 3.5.1 声压频率分析33-36
• 3.5.2 波纹度幅值对轴承噪音的影响36-37
• 3.5.3 转速到轴承噪音的影响37-38
• 3.6 本章小结38-39
• 4 轴承噪音采集系统设计与实验分析39-60
• 4.1 总体方案39
• 4.2 机械装置的设计39-42
• 4.2.1 加载机构的设计39-40
• 4.2.2 隔音装置的设计40-42
• 4.3 数据采集处理模块的设计42-52
• 4.3.1 传感器的选择43-44
• 4.3.2 前置放大电路的设计44-45
• 4.3.3 主控芯片电路45-46
• 4.3.4 AD 转换46-47
• 4.3.5 无线发射模块47-50
• 4.3.6 RS232 接口电路50-52
• 4.4 主控的设计52-54
• 4.5 实验及结果分析54-59
• 4.5.1 利用小波变换及共振解调技术进行轴承特征频率的提取55-58
• 4.5.2 实验结果58-59
• 4.6 本章小结59-60
• 5 结论与展望60-62
• 5.1 全文工作总结60-61
• 5.2 研究展望61-62
• 参考文献62-66
• 攻读硕士学位期间发表的论文及所取得研究成果66-67
• 致谢67-68

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 孙立明,赵滨海,杨进周,陈俊杰,马美玲;深沟球轴承振动和噪声控制及相关技术探讨[J];轴承;2000年10期

2 宋丽,孙立明,马美玲;深沟球轴承噪声测试分析[J];轴承;2003年03期

3 李敏;傅攀;;EMD和Elman神经网络在滚动轴承故障诊断中的应用[J];四川兵工学报;2011年08期

4 夏立,费奇;基于MUSIC算法的感应电机轴承故障检测方法研究[J];电机与控制学报;2005年04期

5 王成江;官云;倪璐佳;;影响声发射法检测气隙放电因素的分析[J];电气开关;2009年05期

6 杨晓蔚;李红涛;;滚动轴承振动与噪声的相关性解析[J];轴承;2011年07期

7 施连勇;峰值能量技术在诊断轴承故障中的应用[J];化工机械;2004年03期

8 化岩,陈国需;铁谱技术及其在机械监测诊断应用的机理研究[J];后勤工程学院学报;2005年03期

9 唐秋杭;符丽娜;朱善安;;基于DSP和ARM的滚动轴承自动监测和故障诊断系统[J];机电工程;2006年02期

10 李扬;刘一民;郭庆军;;小波包络分析在轴承故障诊断中的应用[J];计量与测试技术;2008年11期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 杨贤昭;基于经验模态分解的故障诊断方法研究[D];武汉科技大学;2012年

本文编号：968122