滚动轴承故障诊断系统开发研究

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1、五邑大学硕士学位论文滚动轴承故障诊断系统开发研究姓名：刘冬霞申请学位级别：硕士专业：机械制造及其自动化指导教师：史天录20080316五邑大学硕士学位论文摘要滚动轴承是机电系统中的易损零件，许多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30％的机械故障是由滚动轴承的损坏造成的，可见滚动轴承的好坏对机电系统的工作状况影响极大。设计不当、安装工艺不好、轴承的使用条件不佳或突发载荷等因素的影响都会使轴承在运行一段时间后产生各种各样的缺陷，并且在继续运行中进一步扩大，使轴承运行状态发生变化。因此，滚动轴承的故障诊断一直是研究的热点。本文通过大量的文献资料阅读，在对轴承振

2、动检测以及故障诊断技术的现状和发展趋势有了比较全面的了解的基础上，对滚动轴承各种振动信号的主要分析方法进行了详细的说明，包括时域分析、频域分析、时频域分析以及各种时、频域特征提取方法，并深入研究基于希尔伯特变换的包络分析(EnvelopeAnalysisTechniqr孵一EAT)(共振解调)方法，该方法对轴承进行故障诊断的效果非常明显，能够精确地判断出故障类型。本文介绍了滚动轴承的故障类型和故障特征频率的计算方法，并开发了一套以NationalInstrument公司生产的NIUSB9233为核心、基于希尔伯特变换和包络分析的故障信号分析处理技术的故障诊断系统，能够准确地判断滚动轴承的故障及

3、发生的位置。本文介绍了以NIUSB9233为核心的故障诊断系统的研制过程，主要包括：振动信号采集、信号分析与处理、故障诊断三个模块以及利用LabVlEW软件进行故障诊断的过程。为了验证该开发系统的有效性，本文进行了实验研究，对6203型单列深沟球轴承的故障进行了检测，把采集得到的数据经A／D转换输入计算机，基于Windows肝操作系统和LabVIEW软件平台进行信号分析和处理以及故障诊断，取得了满意的效果。实验结果表明，本系统可以有效、准确地诊断出滚动轴承的故障类型。最后，对本文的研究工作进行了全面的总结，并指出了有待进一步研究的几个问题。关键词：滚动轴承；振动信号；信号处理；故障诊断；包络分

4、析五邑大学硕士学位论文AbstractRollingelementbearingisoneofthemosteasilydamagedpartsofelectromechanicalsystems．Alotofmechanicalfailuresarcrelevanttothestateofrollingelementbearings．Itisestimatedthatabout30percentofmechanicalfailuresiscausedbythefaultsintherotatingmachinewithrollingelementbearings．Itisobvioustha

5、tthequalityofrollingelementbearingshasagreatimpactontheworkingconditionsofelectromechanicalsystems．Becauseofpoordesign，poorworkingconditionorajumpheavyload，bearingswillbedamagedandworseduringtherunningtime．Thefaultdiagnosisofrollingelementbearingsisaresearchhighlight．Basedonwidelyreadingofreferences

6、andunderstandingofbearingvibrationtesttechnologyandbearingfaultanalysistheory,theanalysismethods。ofvibrationsignalsarcdiscussedthoroughly,includingtimedomainanalysis，frequencydomainanalysisandtime·frequencyanalysis，aswellasgeneralapproachesofextractingfeaturesfromthetimedomainandfrequencydomainarein

7、troduced．TheenvelopeanalysismethodbasedonHilbert’Stransformisdeeplyinvestigated．ThismethodCandiagnosisthefaultsofrollingelementbearingswithhighprecision．Inthispaper,thetypesoffaultsandthecharactierist