滾動(dòng)軸承是機(jī)器中的易損部件,許多旋轉(zhuǎn)機(jī)械的故障都與滾動(dòng)軸承的狀態(tài)有關(guān),據(jù)統(tǒng)計(jì),在使用滾動(dòng)軸承的旋轉(zhuǎn)機(jī)械中,大約有30%的機(jī)械故障由軸承而引起的。因此,進(jìn)行滾動(dòng)軸承故障診斷技術(shù)研究具有十分重要的意義。 由于滾動(dòng)軸承本身在工作時(shí)必然伴隨旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生振動(dòng),其運(yùn)行狀態(tài)的好壞直接反映在振動(dòng)信號(hào)中,而且振動(dòng)信號(hào)測(cè)試簡(jiǎn)單、直觀,因此通過測(cè)量、分析軸承的振動(dòng)信號(hào)判斷其運(yùn)行狀況十分流行,也導(dǎo)致了共振解調(diào)法這一診斷方式的產(chǎn)生。 在本課題的研究中,首先介紹了滾動(dòng)軸承故障診斷的理論與方法,然后以共振解調(diào)原理為基礎(chǔ),設(shè)計(jì)了模擬硬件電路,包括傳感器介紹及選擇、濾波電路、整流電路、檢波電路及峰值均值電路等;其次,為使用PC機(jī)分析處理振動(dòng)信號(hào),使用帶有片上USB控制器和A/D轉(zhuǎn)換器的混合信號(hào)微處理器C8051F340,設(shè)計(jì)了一種可通過USB接口和VB6.0程序?qū)崿F(xiàn)與PC機(jī)聯(lián)機(jī)的9通道數(shù)據(jù)采集電路,可以將模擬硬件電路產(chǎn)生的模擬信號(hào)傳送至上位機(jī);再次,編寫了上位機(jī)應(yīng)用軟件,該軟件具有實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、頻譜分析、數(shù)字濾波、頻譜細(xì)化以及頻譜平均等功能。 最后,將本系統(tǒng)應(yīng)用于滾動(dòng)軸承振動(dòng)測(cè)試實(shí)驗(yàn)。在對(duì)大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上,驗(yàn)證了本故障診斷系統(tǒng)的正確性和實(shí)用性。
【學(xué)位單位】：沈陽(yáng)理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2009
【中圖分類】：TH133.33
【部分圖文】：

圖 1.1 光纖傳感器輸出電壓-位移特性曲線態(tài)監(jiān)測(cè)診斷法：當(dāng)軸承滾動(dòng)表面的潤(rùn)滑狀態(tài)發(fā)干摩擦?xí)r，金屬間直接接觸的時(shí)間所占比例上阻會(huì)下降。所以常用以下兩種方法監(jiān)測(cè)：度法 即研究潤(rùn)滑狀態(tài)（油膜厚度）與沖擊脈阻法 滾動(dòng)軸承在旋轉(zhuǎn)過程中，如果在滾道面，則內(nèi)圈和外圈之間的電阻值很大，可達(dá)兆歐圈之間的電阻值可降至零歐附近。利用這一特與此有關(guān)的磨損、腐蝕之類的損傷進(jìn)行診斷， 軸承經(jīng)過一段時(shí)間運(yùn)用后，由于零部件磨損必然會(huì)進(jìn)入油脂中。通過對(duì)油樣理化指標(biāo)和存在反映軸承運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的信息，根據(jù)這些信息，我

- 12 -圖2.2 正常軸承與磨損軸承的振動(dòng)波形圖 圖2.3 表面損傷類軸承的振動(dòng)波形圖損傷類故障產(chǎn)生的沖擊振動(dòng)成分從性質(zhì)上可分為兩類[6]：其一，是由于軸承元件的工作表面損傷點(diǎn)在運(yùn)行中反復(fù)撞擊與之相接觸的其它元件表面而產(chǎn)生的低頻振動(dòng)成分，有的文獻(xiàn)上稱之為軸承的“通過振動(dòng)”。其發(fā)生周期cT 是有規(guī)律的，可以從轉(zhuǎn)速和軸承的幾何尺寸求得。并且，損傷發(fā)生在內(nèi)、外圈和滾動(dòng)體上時(shí)，該頻率cf (= 1cT)不同，下一節(jié)將給出其計(jì)算公式。這一軸承“通過振動(dòng)”發(fā)生的頻率稱為故障特征頻率。利用頻譜分析診斷軸承故障時(shí)，其基本原理就是看軸承振動(dòng)信號(hào)中有無這些故障特征頻率成分，若有，則可根據(jù)這些頻率成分的大小進(jìn)一步確定故障發(fā)生的部位(是內(nèi)、外圈或是滾動(dòng)體上)。滾動(dòng)軸承故障特征頻率一般在1000Hz以下

- 12 -圖2.2 正常軸承與磨損軸承的振動(dòng)波形圖 圖2.3 表面損傷類軸承的振動(dòng)波形圖損傷類故障產(chǎn)生的沖擊振動(dòng)成分從性質(zhì)上可分為兩類[6]：其一，是由于軸承元件的工作表面損傷點(diǎn)在運(yùn)行中反復(fù)撞擊與之相接觸的其它元件表面而產(chǎn)生的低頻振動(dòng)成分，有的文獻(xiàn)上稱之為軸承的“通過振動(dòng)”。其發(fā)生周期cT 是有規(guī)律的，可以從轉(zhuǎn)速和軸承的幾何尺寸求得。并且，損傷發(fā)生在內(nèi)、外圈和滾動(dòng)體上時(shí)，該頻率cf (= 1cT)不同，下一節(jié)將給出其計(jì)算公式。這一軸承“通過振動(dòng)”發(fā)生的頻率稱為故障特征頻率。利用頻譜分析診斷軸承故障時(shí)，其基本原理就是看軸承振動(dòng)信號(hào)中有無這些故障特征頻率成分，若有，則可根據(jù)這些頻率成分的大小進(jìn)一步確定故障發(fā)生的部位(是內(nèi)、外圈或是滾動(dòng)體上)。滾動(dòng)軸承故障特征頻率一般在1000Hz以下

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本文編號(hào)：2830304