滾動(dòng)軸承故障診斷的基本方法及故障診斷理論畢業(yè)設(shè)計(jì)

滾動(dòng)軸承故障診斷的基本方法及故障診斷理論畢業(yè)設(shè)計(jì),滾動(dòng)軸承,故障診斷,基本,方法,法子,理論,畢業(yè)設(shè)計(jì) 一、題目來(lái)源背景滾動(dòng)軸承是各種旋轉(zhuǎn)機(jī)械中應(yīng)用最廣泛的一種通用部件，也是機(jī)械設(shè)備中最容易損壞的部件之一，它的運(yùn)行狀態(tài)是否良好會(huì)直接影響到整臺(tái)機(jī)器的性能，如精度、可靠性及壽命等。就旋轉(zhuǎn)機(jī)械而言，據(jù)統(tǒng)計(jì)，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際故障中 30%是由于滾動(dòng)軸承故障引起的。這是因?yàn)闈L動(dòng)軸承是機(jī)械設(shè)備中工作條件最為惡劣的部件，它在機(jī)械設(shè)備中起著承受載荷和傳遞載荷的作用。所以滾動(dòng)軸承的故障診斷方法一直是機(jī)械故障診斷中重點(diǎn)發(fā)展的技術(shù)之一。因此對(duì)滾動(dòng)軸承的故障診斷和預(yù)測(cè)已經(jīng)成為各國(guó)研究的熱點(diǎn)。滾動(dòng)軸承的工況監(jiān)測(cè)與故障診斷在國(guó)外大概開(kāi)始于 20 世紀(jì) 60 年代。在其后 30多年的時(shí)間里，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，各種方法和技巧不斷產(chǎn)生、發(fā)展和完善，應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，監(jiān)測(cè)與診斷的有效性不斷提高?，F(xiàn)在在工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家，滾動(dòng)軸承工況監(jiān)測(cè)與故障診斷技術(shù)已經(jīng)實(shí)用化和商品化。滾動(dòng)軸承的工況監(jiān)測(cè)與故障診斷就是通過(guò)對(duì)滾動(dòng)軸承在各種工況下表現(xiàn)出來(lái)的振動(dòng)、噪聲、溫度、工作參數(shù)、氣味、泄漏等信息的監(jiān)測(cè)和綜合分析來(lái)對(duì)其工作狀態(tài)、故障類型和故障嚴(yán)重程度進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)的過(guò)程，主要包括檢測(cè)試驗(yàn)技術(shù)、信號(hào)處理技術(shù)、模式識(shí)別技術(shù)和預(yù)測(cè)評(píng)估技術(shù) 4 項(xiàng)基本技術(shù)，從而實(shí)現(xiàn)檢測(cè)和發(fā)現(xiàn)異常、診斷故障狀態(tài)和部位、分析故障類型、提出診斷方案和診斷結(jié)論的目的。目前，根據(jù)故障監(jiān)測(cè)和診斷技術(shù)機(jī)理的不同，滾動(dòng)軸承的故障診斷技術(shù)主要有振動(dòng)診斷技術(shù)、油液診斷技術(shù)、熱診斷（熱成像診斷和溫度診斷）技術(shù)、聲學(xué)診斷技術(shù)、油膜電阻診斷技術(shù)、光纖診斷技術(shù)等，其中振動(dòng)診斷技術(shù)、鐵譜分析診斷技術(shù)、熱診斷（熱成像診斷和溫度診斷）技術(shù)應(yīng)用最為普遍。近些年，故障診斷的新技術(shù)和新方法層出不窮，人工智能和計(jì)算機(jī)在軸承故障診斷中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，今后的發(fā)展方向主要體現(xiàn)在以下方面：（1） 時(shí)域分析和頻譜分析在軸承故障診斷中的應(yīng)用將日趨完善；（2） 對(duì)于軸承故障診斷的理論和方法進(jìn)一步深入研究，并且各種研究成果將會(huì)逐步應(yīng)用到實(shí)際生產(chǎn)；（3） 故障診斷智能系統(tǒng)進(jìn)一步的深入研究，多種軸承故障分析方法相結(jié)合，如小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊識(shí)別與小波分析相結(jié)合等新分析方法應(yīng)用智能專家系統(tǒng)，提高診斷的效率和準(zhǔn)確率；（4） 隨著計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，遠(yuǎn)程故障診斷將是現(xiàn)代故障診斷發(fā)展的一個(gè)重要的方向。二、主要研究?jī)?nèi)容、應(yīng)用價(jià)值、改進(jìn)及創(chuàng)新(一)主要研究?jī)?nèi)容1、滾動(dòng)軸承的失效形式及故障特征；2、滾動(dòng)軸承的故障特征提取方法（頻域分析） ；3、采用 MATLAB 軟件編制故障診斷系統(tǒng)軟件。(二)應(yīng)用價(jià)值利用科學(xué)完善的監(jiān)測(cè)和分析診斷系統(tǒng)，對(duì)設(shè)備進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)，及早發(fā)現(xiàn)異常情況，并分析診斷出故障原因，可以及早準(zhǔn)備合適的工具和零備件，大大減少維修所用時(shí)間，可以帶來(lái)非常可觀的生產(chǎn)效益。(三)改進(jìn)及創(chuàng)新MATLAB 語(yǔ)言以矢量和矩陣為基本的數(shù)據(jù)單元，包含流程控制語(yǔ)句（順序、選擇、循環(huán)、條件等） 、大量的運(yùn)算符、豐富的函數(shù)、多種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、輸入輸出以及面向?qū)ο缶幊?，這些既可以滿足簡(jiǎn)單問(wèn)題的求解，也適合開(kāi)發(fā)復(fù)雜的大型程序，廣泛應(yīng)用于數(shù)字信號(hào)處理、自動(dòng)控制、小波分析、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等工程和研究領(lǐng)域。采用 MATLAB 作為軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)，編制故障診斷系統(tǒng)，充分發(fā)揮 MATLAB軟件友好的工作平臺(tái)和編程環(huán)境、簡(jiǎn)單易用的程序語(yǔ)言、強(qiáng)大的科學(xué)計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理能力等優(yōu)勢(shì)，有效提取滾動(dòng)軸承的故障特征，進(jìn)行信號(hào)分析與處理，進(jìn)行故障診斷。三、擬采用的研究方法、手段及實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備情況首先對(duì)滾動(dòng)軸承的故障診斷系統(tǒng)的現(xiàn)狀和已有的技術(shù)進(jìn)行研究，在研究滾動(dòng)軸承的失效形式及故障特征的基礎(chǔ)上，確定設(shè)計(jì)方案，開(kāi)發(fā)出一個(gè)基于 MATLAB 的滾動(dòng)軸承故障診斷系統(tǒng)，有效提取滾動(dòng)軸承的故障特征。四、進(jìn)度安排任何一個(gè)項(xiàng)目的成功都離不開(kāi)縝密的計(jì)劃制定，畢業(yè)時(shí)及是要求在有限的時(shí)間內(nèi)完成的任務(wù)項(xiàng)目，同樣有好的計(jì)劃才可以完成。設(shè)計(jì)之初，在老師的大力幫助下，我給自己每星期分配了不同的任務(wù)，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)必須完成規(guī)定的工作計(jì)劃，這樣既可以按期完成設(shè)計(jì)工作又不會(huì)先顯得過(guò)于忙亂，最終達(dá)到有條不紊的工作。下面是我給自己的設(shè)計(jì)計(jì)程表：時(shí) 間 內(nèi) 容第 1~2 周 查閱資料，了解滾動(dòng)軸承故障診斷技術(shù)第 3 周 文獻(xiàn)綜述，掌握設(shè)備故障形式以及故障診斷的發(fā)展情況第 4~5 周 研究滾動(dòng)軸承的故障形式與故障原因第 6~8 周 滾動(dòng)軸承故障信號(hào)的特征、提取方法以及處理方法的研究第 9~11 周 故障診斷系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)，確定總體方案第 12~15 周 運(yùn)用 MATLAB 軟件設(shè)計(jì)故障診斷系統(tǒng)平臺(tái)第 16 周 檢查并完善畢業(yè)論文，準(zhǔn)備畢業(yè)答辯五、主要參考文獻(xiàn)[1] 仇學(xué)青 ,張?chǎng)?滾動(dòng)軸承故障診斷研究的國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀與發(fā)展方向[J] .煤礦機(jī)械,2007,28(6):6-8.[2] 屈梁生,何正嘉 .機(jī)械故障診斷學(xué)[M].上海:上?？茖W(xué)技術(shù)出版社,1986.[3] 陳霞.滾動(dòng)軸承的智能診斷系統(tǒng)研究[J].湖北工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2007,22(4)[4] 陸爽.基于現(xiàn)代信號(hào)分析和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的滾動(dòng)軸承智能診斷技術(shù)研究[D].長(zhǎng)春: 吉林大學(xué)機(jī)械科學(xué)與工程學(xué)院, 2004.[5] 何正嘉,訾艷陽(yáng) ,孟慶豐等.機(jī)械設(shè)備非平穩(wěn)信號(hào)的故障診斷原理及應(yīng)用[M].北京：高等教育出版社，2001.[6] 侯躍謙，江秋，李萌等.滾動(dòng)軸承故障診斷系統(tǒng)研究[J] .長(zhǎng)春大學(xué)學(xué)報(bào),2004,14(4):1-3.[7] Tang Q Y.Singularhy analysis using continuous wavelet transform for bearing fault diagnosis [J] .Mechanical Systems and Signal Processing,2002,16(6):1025- 1041.[8] Nikolaou N G, Antoniadis I A. 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