基于labview的滚动轴承故障诊断系统

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1、第32卷第01期煤矿机械Vol.32No.012011年01月CoalMineMachineryJan.2011基于LabVIEW的滚动轴承故障诊断系统*刘海生，刘学江，王会刚（唐山学院，河北唐山063000）摘要：通过对滚动轴承工作特性及其故障研究，设计了基于LabVIEW软件的滚动轴承故障诊断系统。分析了滚动轴承振动机理与失效形式，运用共振解调分析与希尔伯特变换作为滚动轴承故障诊断的方法。通过对轴承支持架故障分析表明该系统对滚动轴承故障诊断正确有效。关键词：滚动轴承；故障诊断；希尔伯特变换中图分类号：TH133.33；TP39文献标志码：A

2、文章编号：1003－0794（2011）01－0255－03FaultDiagnosisSystemofRollingBearingBasedonLabVIEWLIUHai-sheng，LIUXue-jiang，WANGHui-gang(TangshanCollege，Tangshan063000,China)Abstract:AfaultdiagnosissystemofrollingbearingbasedonLabVIEWispresentedaccordingtotheresearchofbearing’srunningandfault

3、characteristic.Themechanismofrollingbearingfailureandthecharacteristicfrequencyisanalyzed，thenthemethodisproposedtakingadvantageoftheresonancedemodulationandHilberttransformation.Thesystemwasusedtotheanalysisofbearingretainerandshowedvalidityandeffectivenesstorollingbearingd

4、iagnosis.Keywords:rollingbearing;faultdiagnosis;hilberttransformation221滚动轴承特性分析DNdcosαfBSF=（1＋2）（4）120dD滚动轴承的振动可由外部振源引起，也可由轴（3）滚子缺陷承本身的结构特点及缺陷引起。此外，润滑剂在轴zNdcosα承运转时产生的流体动力也可能成为振动（噪声）fBPFO=（1-）（5）120D源。上述振源施加于轴承零件及附近的结构件上时（4）保持架陷都会激励起振动。Ndcosα1.1fFTF=（1-）（6）固有频率计算120D钢球的固有频率

5、式中D———轴承节径；0.424Ed———滚动体直径；fb==（1）r姨2ρz———滚动体数量；式中r———钢球半径；α———接触角；ρ———材料密度；N———工作转速。E———材料弹性模量。当轴承出现故障后，振动频谱中会出现特征频滚动轴承套圈在圈平面内的固有频率率谱峰，但实际谱峰的频率并不总是精确的等于计2fr=n(n-1)a-2EI（2）算值。这是因为滚动体并非纯滚动等因素造成的。故2π姨n2+1姨M障程度的增加容易导致调制边频现象，而且频谱分式中I———套圈截面绕中性轴的惯性矩；析很难处理轴承各部位同时出现故障的情况。关于a———回转轴线

6、到中性轴的半径；轴承缺陷引起的各种对应特征频率见参考文献[9]。M———套圈线密度；2滚动轴承故障诊断系统硬件选择n———节点数。诊断系统的硬件主要包括：传感器，信号调理1.2滚动轴承的故障缺陷频率计算设备，数据采集卡，计算机等。（1）外环缺陷选用传感器型号为CA-YD189，其具体参数为：zNdcosα灵敏度1000mv/(m/s2)，频率范围0.2~3kHz(%)，量fBPFI=（1＋）（3）120D程20m/s22，抗冲击500m/s。（2）内环缺陷信号调理设备为NI公司的便携式信号调理模*唐山市科学技术研究与发展计划项目（0911020

7、1a）资助块（SCC），通过SC-2345屏蔽盒与数据采集卡相连。255Vol.32No.01基于LabVIEW的滚动轴承故障诊断系统———刘海生，等第32卷第01期数据采集卡选用了NI公司的PCIe-6251，16位3.2频率分析模块的模拟输入分辨率，最高1.25MS/s的采样率，16通频率分析用于提取信号的特征值，前面板及程道的模拟输入，主要具体参数如表1。序分别如图3、图4所示。表1PCIe-6251参数表总线类型PCIExpress模拟输入模拟输出采样率/MS·s-11.25通道数2分辨率/bits16更新率/MS·s-12.86同步采

8、样否分辨率/bits16电压范围/V－10－10电压范围/V-10-10精度范围/μV1920精度范围/μV2080敏感度范围/μV112电压范围/V