智能化轴承故障诊断仪的工程设计与研制

发布时间：2020-09-29 21:47

　　滚动轴承是机器中的易损部件,许多旋转机械的故障都与滚动轴承的状态有关,据统计,在使用滚动轴承的旋转机械中,大约有30%的机械故障由轴承而引起的。因此,进行滚动轴承故障诊断技术研究具有十分重要的意义。由于滚动轴承本身在工作时必然伴随旋转而产生振动,其运行状态的好坏直接反映在振动信号中,而且振动信号测试简单、直观,因此通过测量、分析轴承的振动信号判断其运行状况十分流行,也导致了共振解调法这一诊断方式的产生。在本课题的研究中,首先介绍了滚动轴承故障诊断的理论与方法,然后以共振解调原理为基础,设计了模拟硬件电路,包括传感器介绍及选择、滤波电路、整流电路、检波电路及峰值均值电路等;其次,为使用PC机分析处理振动信号,使用带有片上USB控制器和A/D转换器的混合信号微处理器C8051F340,设计了一种可通过USB接口和VB6.0程序实现与PC机联机的9通道数据采集电路,可以将模拟硬件电路产生的模拟信号传送至上位机;再次,编写了上位机应用软件,该软件具有实时监测、频谱分析、数字滤波、频谱细化以及频谱平均等功能。最后,将本系统应用于滚动轴承振动测试实验。在对大量实验数据进行分析的基础上,验证了本故障诊断系统的正确性和实用性。
【学位单位】：沈阳理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2009
【中图分类】：TH133.33
【部分图文】：

曲线,位移特性,光纤传感器,输出电压

图 1.1 光纤传感器输出电压-位移特性曲线态监测诊断法：当轴承滚动表面的润滑状态发干摩擦时，金属间直接接触的时间所占比例上阻会下降。所以常用以下两种方法监测：度法即研究润滑状态（油膜厚度）与冲击脉阻法滚动轴承在旋转过程中，如果在滚道面，则内圈和外圈之间的电阻值很大，可达兆欧圈之间的电阻值可降至零欧附近。利用这一特与此有关的磨损、腐蚀之类的损伤进行诊断，轴承经过一段时间运用后，由于零部件磨损必然会进入油脂中。通过对油样理化指标和存在反映轴承运转状态的信息，根据这些信息，我

轴承,振动波形

- 12 -图2.2 正常轴承与磨损轴承的振动波形图图2.3 表面损伤类轴承的振动波形图损伤类故障产生的冲击振动成分从性质上可分为两类[6]：其一，是由于轴承元件的工作表面损伤点在运行中反复撞击与之相接触的其它元件表面而产生的低频振动成分，有的文献上称之为轴承的“通过振动”。其发生周期cT 是有规律的，可以从转速和轴承的几何尺寸求得。并且，损伤发生在内、外圈和滚动体上时，该频率cf (= 1cT)不同，下一节将给出其计算公式。这一轴承“通过振动”发生的频率称为故障特征频率。利用频谱分析诊断轴承故障时，其基本原理就是看轴承振动信号中有无这些故障特征频率成分，若有，则可根据这些频率成分的大小进一步确定故障发生的部位(是内、外圈或是滚动体上)。滚动轴承故障特征频率一般在1000Hz以下

表面损伤,振动波形,轴承

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