滚动轴承在线监测系统的研究与开发

发布时间：2017-06-27 14:09

  本文关键词：滚动轴承在线监测系统的研究与开发，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：在现代化的生产加工以及设备的运转中,设备的在线监测受到越来越多的重视,它不仅可以保证生产产品的质量,而且还可以预防重大事故的发生,保障产品质量与生产安全。目前在线监测技术已经有了飞速的发展。但在滚动轴承在线监测方面的发展还处于一个较为缓慢的阶段。因此,为了彻底排除因滚动轴承故障而引发的重大事故,研究开发一种自动化程度高、运行效率高的滚动轴承在线监测诊断系统至关重要。本论文以滚动轴承作为研究对象,针对某造纸厂大型电机的轴承,从系统需求出发,研究滚动轴承故障在线监测系统。在总结前人多年来的研究成果基础上,以国内外知名产品为参考,根据实际情况以及现实需求,对现有的研究方法以及设备进行改进。提出了一个通过DSP作为下位机采集运算核心,利用快速傅立叶变换(FFT)对振动信号进行时域到频域的变换,利用频域分析、时域分析以及幅值域分析相结合的方法进行信号分析的滚动轴承在线监测系统。该系统下位机软件通过CCS4(Code Composer Studio V4)集成开发环境,对TI公司的28335系列DSP实现主要算法以及下位机软件的控制流程,保证了系统计算的快速性,提高了系统的实时性;使用Altium Designer10进行原理图的设计以及PCB的设计。上位机软件采用Visual Studio2010开发环境,用C#语言进行WINFORM工程软件的开发。通过图表的形式对振动加速度时域峰值、振动加速度有效值以及峭度、峰值因子、振动加速度频域幅值等数据进行分析与研究。本论文提出的滚动轴承在线监测系统通过实验室的仿真测试,该系统的软件系统以及硬件系统的开发满足了自动化程度高、运行效率高的要求。
【关键词】：滚动轴承 快速傅立叶变换 振动在线监测
【学位授予单位】：兰州理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH133.33;TP274
【目录】：

• 摘要8-9
• Abstract9-13
• 第1章 绪论13-18
• 1.1 课题的目的与背景意义13
• 1.2 滚动轴承在线监测技术的发展13-16
• 1.2.1 国外发展现状14-15
• 1.2.2 国内发展现状15-16
• 1.3 论文的主要工作16
• 1.4 论文的组织结构16-17
• 1.5 本章小结17-18
• 第2章 滚动轴承在线监测方案研究18-24
• 2.1 滚动轴承故障特征信号的研究18-21
• 2.1.1 滚动轴承故障特征信号的时域与幅值域分析研究18-19
• 2.1.2 滚动轴承故障特征信号的频域分析研究19-21
• 2.2 滚动轴承在线监测方案的分析研究21-23
• 2.2.1 监测方案概述21-22
• 2.2.2 下位机监测方案分析研究22
• 2.2.3 上位机监测方案分析研究22-23
• 2.3 本章小结23-24
• 第3章 滚动轴承在线监测系统的硬件平台设计24-39
• 3.1 滚动轴承在线监测系统传感器的选择24-27
• 3.1.1 振动传感器的选择24-25
• 3.1.2 温度传感器的选择25-26
• 3.1.3 传感器的安装26-27
• 3.2 滚动轴承在线监测系统硬件电路的设计27-38
• 3.2.1 电源模块电路设计27-29
• 3.2.2 信号采集模块电路设计29
• 3.2.3 信号滤波电路设计29-33
• 3.2.4 信号处理模块电路设计33-35
• 3.2.5 程序调试模块电路设计35
• 3.2.6 数据存储模块电路设计35-36
• 3.2.7 通信模块电路设计36-37
• 3.2.8 显示模块电路设计37
• 3.2.9 按键输入电路设计37-38
• 3.3 本章小结38-39
• 第4章 滚动轴承在线监测系统下位机软件的开发39-52
• 4.1 下位机软件框架整体设计39-41
• 4.2 下位机软件初始化流程41-42
• 4.3 下位机软件的数据采集42-44
• 4.4 下位机软件的数据处理44-49
• 4.4.1 时域算法处理44
• 4.4.2 幅值域算法处理44-45
• 4.4.3 频率域算法处理45-49
• 4.5 下位机软件通信模块设计49-51
• 4.6 本章小结51-52
• 第5章 滚动轴承故障监测系统上位机软件的开发52-73
• 5.1 上位机软件功能分析及软件的开发53-54
• 5.1.1 上位机软件开发原则53
• 5.1.2 上位机软件功能分析53-54
• 5.2 上位机软件主要模块的开发54-67
• 5.2.1 开机界面的开发55-56
• 5.2.2 用户登录模块的开发56-58
• 5.2.3 用户管理模块的开发58-59
• 5.2.4 系统主窗体模块的开发59-60
• 5.2.5 参数配置模块的开发60-62
• 5.2.6 故障报警模块的开发62-63
• 5.2.7 实时数据曲线显示模块的开发63-66
• 5.2.8 历史数据曲线显示模块的开发66-67
• 5.3 上位机软件通信模块的设计67-68
• 5.4 上位机软件的数据库开发68-72
• 5.4.1 数据库用户表的开发与管理69-71
• 5.4.2 数据库设备参数表数据的开发与管理71-72
• 5.5 本章小结72-73
• 第6章 滚动轴承在线监测系统的测试与仿真73-85
• 6.1 下位机与上位机的主要功能测试73-82
• 6.2 开发中遇到的问题82-84
• 6.3 本章小结84-85
• 总结与展望85-86
• 总结85
• 展望85-86
• 参考文献86-89
• 致谢89-90
• 附录 攻读学位期间所发表的学术论文目录90

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 徐泰;刘庆华;申继鹏;肖馨舒;;基于C#的数据处理与分析的上位机软件设计[J];电脑编程技巧与维护;2015年05期

2 范庆辉;王启立;;基于MATLAB的滚动轴承故障监控系统设计[J];矿山机械;2014年12期

3 段伦;;峰值法(Peak Vue)诊断齿轮泵早期故障[J];机床与液压;2014年09期

4 曹永敏;姚亚峰;陈海腾;李谋辉;;基于TMS320F28335的雷达测速系统的设计[J];电子器件;2014年01期

5 钱思思;张优云;朱永生;闫玉平;;滚动轴承试验机远程监测系统的设计与应用[J];中国测试;2013年05期

6 周俊丽;周久华;;滚动轴承故障机理与诊断策略[J];四川兵工学报;2012年04期

7 张春芝;冯海明;仲丛和;吴绍团;;基于LabVIEW滚动轴承故障监测系统的研究[J];煤矿机械;2010年12期

8 李翠;李效民;钟美芳;;压电式加速度传感器的智能应用[J];实验室研究与探索;2010年10期

9 刘小群;周云波;;基于Matlab的DFT及FFT频谱分析[J];山西电子技术;2010年04期

10 王佳承;费敏锐;王海宽;;基于Modbus的多现场总线集成测控系统设计[J];自动化仪表;2009年06期

中国博士学位论文全文数据库 前2条

1 王冬云;转子-轴承故障诊断方法研究[D];燕山大学;2012年

2 苏文胜;滚动轴承振动信号处理及特征提取方法研究[D];大连理工大学;2010年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 聂品磊;滚动轴承故障特征提取技术研究[D];东北石油大学;2015年

2 李卉;基于状态监测的滚动轴承性能退化评估[D];大连工业大学;2015年

3 刘志鹏;基于振动信号的滚动轴承状态监测与诊断方法研究[D];沈阳航空航天大学;2015年

4 梁玉;基于C#的数据采集上位机软件设计[D];西安电子科技大学;2014年

5 王泽文;基于振动信号的滚动轴承故障诊断与预测系统研究[D];中国矿业大学;2014年

6 贾永刚;基于虚拟仪器的滚动轴承状态监测系统研究[D];南京航空航天大学;2014年

7 李超;旋转机械振动监测软件的开发与故障诊断方法的研究[D];华东理工大学;2013年

8 宋晓美;滚动轴承在线监测故障诊断系统的研究与开发[D];华北电力大学;2012年

9 屈衍静;基于DSP的滚动轴承状态监测和故障诊断装置研制[D];哈尔滨工业大学;2011年

10 曾帅;基于DSP的滚动轴承实时数据采集与处理系统设计[D];兰州理工大学;2009年

  本文关键词：滚动轴承在线监测系统的研究与开发，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：490067