基于振動(dòng)信號(hào)的滾動(dòng)軸承故障檢測(cè)系統(tǒng)
發(fā)布時(shí)間：2017-08-18 23:22
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【摘要】：軸承振動(dòng)性能是衡量軸承質(zhì)量的重要指標(biāo)之一，軸承振動(dòng)值檢測(cè)也是軸承出廠檢測(cè)的必需環(huán)節(jié)。然而，目前國(guó)內(nèi)軸承生產(chǎn)企業(yè)對(duì)滾動(dòng)軸承的振動(dòng)檢測(cè)仍然主要依靠“人耳”聽(tīng)力檢測(cè)和簡(jiǎn)易測(cè)振儀器相結(jié)合的方法，檢測(cè)準(zhǔn)確性不高且效率低下，已不能滿足軸承企業(yè)大批量、自動(dòng)化的生產(chǎn)要求。因此，，開(kāi)展全自動(dòng)滾動(dòng)軸承振動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)的研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。 本文首先研究了滾動(dòng)軸承的基本結(jié)構(gòu)、振動(dòng)機(jī)理、故障類型和振動(dòng)成分的組成，發(fā)現(xiàn)軸承元件表面缺陷為軸承生產(chǎn)過(guò)程中的主要加工缺陷。因此對(duì)軸承元件表面缺陷的檢測(cè)是本檢測(cè)系統(tǒng)的重中之重，并對(duì)軸承元件表面缺陷引起的沖擊振動(dòng)進(jìn)行了著重研究。 軸承生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的加工缺陷都非常輕微，屬于早期故障，并且采集到的振動(dòng)信號(hào)受到軸承基礎(chǔ)振動(dòng)成分干擾較大，本文在共振解調(diào)法和經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｊ椒纸?empirical mode decomposition，EMD)與峭度準(zhǔn)則法的基礎(chǔ)上提出了一種新的基于剔除軸承基礎(chǔ)振動(dòng)的改進(jìn)集成經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｊ椒纸?EEMD)的滾動(dòng)軸承故障檢測(cè)法。首先利用EMD分解與峭度準(zhǔn)則法自適應(yīng)地得到峭度最大本征模態(tài)函數(shù)(intrinsicmode function，IMF)分量，然后針對(duì)所選峭度最大IMF分量在早期故障特征提取中的不足對(duì)其進(jìn)行剔除軸承基礎(chǔ)振動(dòng)的處理，同時(shí)對(duì)EEMD分解的改進(jìn)應(yīng)用不僅解決了由于剔除軸承基礎(chǔ)振動(dòng)帶來(lái)的信號(hào)中斷、間歇現(xiàn)象和“偽脈沖”問(wèn)題，也大大減少了原有EEMD分解方法的計(jì)算量，使檢測(cè)更為快速高效。通過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)分析表明：基于剔除軸承基礎(chǔ)振動(dòng)的改進(jìn)EEMD的滾動(dòng)軸承故障檢測(cè)法既保留了EMD分解與峭度準(zhǔn)則法自適應(yīng)的優(yōu)點(diǎn)，又提高了對(duì)滾動(dòng)軸承早期故障特征信息的提取能力。 在本文提出的基于剔除軸承基礎(chǔ)振動(dòng)的改進(jìn)EEMD的滾動(dòng)軸承故障檢測(cè)方法的基礎(chǔ)上，以LabVIEW(Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench)為平臺(tái)開(kāi)發(fā)了軸承故障檢測(cè)系統(tǒng)，配合機(jī)械結(jié)構(gòu)和基于PLC(Programmable LogicController)的機(jī)械動(dòng)作控制系統(tǒng)，使軸承振動(dòng)檢測(cè)完全實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化操作。 最后在某軸承生產(chǎn)企業(yè)的自動(dòng)組裝線上對(duì)本文研制的基于振動(dòng)信號(hào)的滾動(dòng)軸承故障檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行了多型號(hào)、大批量、多振動(dòng)組別的試驗(yàn)驗(yàn)證，結(jié)果表明：本文所研制的基于振動(dòng)信號(hào)的滾動(dòng)軸承故障檢測(cè)系統(tǒng)的檢測(cè)準(zhǔn)確率達(dá)到99.9%以上，檢測(cè)速度完全滿足軸承生產(chǎn)企業(yè)3秒的生產(chǎn)節(jié)拍，具有很高的實(shí)用價(jià)值和廣闊的應(yīng)用前景。
【關(guān)鍵詞】：滾動(dòng)軸承 振動(dòng)信號(hào) 故障檢測(cè) 虛擬儀器 集成經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｊ椒纸?/strong>
【學(xué)位授予單位】：河南科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TH133.33;TH165.3
【目錄】：
- 摘要2-4
- ABSTRACT4-8
- 第1章 緒論8-12
- 1.1 研究課題的提出8
- 1.2 國(guó)內(nèi)外研究歷程及現(xiàn)狀8-10
- 1.2.1 國(guó)內(nèi)研究歷程及現(xiàn)狀8-9
- 1.2.2 國(guó)外研究歷程及現(xiàn)狀9-10
- 1.3 研究?jī)?nèi)容及方法10-12
- 第2章 滾動(dòng)軸承振動(dòng)特性分析12-18
- 2.1 滾動(dòng)軸承的基本結(jié)構(gòu)、振動(dòng)機(jī)理和故障類型12-14
- 2.1.1 滾動(dòng)軸承基本結(jié)構(gòu)12-13
- 2.1.2 滾動(dòng)軸承振動(dòng)機(jī)理13
- 2.1.3 滾動(dòng)軸承故障類型13-14
- 2.2 滾動(dòng)軸承振動(dòng)成分14-17
- 2.2.1 滾動(dòng)軸承結(jié)構(gòu)振動(dòng)14-15
- 2.2.2 滾動(dòng)體通過(guò)引起的強(qiáng)迫振動(dòng)15-16
- 2.2.3 沖擊振動(dòng)16-17
- 2.3 本章小結(jié)17-18
- 第3章 滾動(dòng)軸承故障檢測(cè)方法的研究及實(shí)驗(yàn)分析18-42
- 3.1 共振解調(diào)法18-21
- 3.1.1 共振解調(diào)法的基本原理18-19
- 3.1.2 共振解調(diào)法仿真分析19-21
- 3.2 基于 EMD 分解與峭度準(zhǔn)則法的滾動(dòng)軸承故障檢測(cè)21-29
- 3.2.1 EMD 算法21-23
- 3.2.2 EMD 分解與峭度準(zhǔn)則法23-25
- 3.2.3 EMD 分解與峭度準(zhǔn)則法仿真分析25-26
- 3.2.4 EMD 分解與峭度準(zhǔn)則法實(shí)驗(yàn)分析26-29
- 3.3 基于剔除軸承基礎(chǔ)振動(dòng)的改進(jìn) EEMD 的滾動(dòng)軸承故障檢測(cè)29-40
- 3.3.1 剔除軸承基礎(chǔ)振動(dòng)29-30
- 3.3.2 剔除軸承基礎(chǔ)振動(dòng)實(shí)驗(yàn)分析30-32
- 3.3.3 改進(jìn) EEMD32-33
- 3.3.4 改進(jìn) EEMD 實(shí)驗(yàn)分析33-36
- 3.3.5 基于剔除軸承基礎(chǔ)振動(dòng)的改進(jìn) EEMD 的滾動(dòng)軸承故障檢測(cè)法36-37
- 3.3.6 基于剔除軸承基礎(chǔ)振動(dòng)的改進(jìn) EEMD 的滾動(dòng)軸承故障檢測(cè)法實(shí)驗(yàn)分析37-40
- 3.4 本章小結(jié)40-42
- 第4章 檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)42-54
- 4.1 檢測(cè)系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)42
- 4.2 機(jī)械結(jié)構(gòu)介紹42-43
- 4.3 基于 PLC 的機(jī)械動(dòng)作控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)43-47
- 4.3.1 PLC 選型43-44
- 4.3.2 系統(tǒng)控制方式44-45
- 4.3.3 系統(tǒng)主程序流程45-47
- 4.4 基于 LabVIEW 的故障檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)47-53
- 4.4.1 基于 LabVIEW 的故障檢測(cè)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)47
- 4.4.2 主界面設(shè)計(jì)47-48
- 4.4.3 信號(hào)采集模塊設(shè)計(jì)48-50
- 4.4.4 軟件子功能模塊設(shè)計(jì)50-53
- 4.5 本章小結(jié)53-54
- 第5章 試驗(yàn)驗(yàn)證54-58
- 5.1 試驗(yàn)?zāi)康?/span>54
- 5.2 試驗(yàn)方法54
- 5.3 試驗(yàn)結(jié)果分析54-57
- 5.4 本章小結(jié)57-58
- 第6章 結(jié)論58-60
- 6.1 結(jié)論58-59
- 6.2 創(chuàng)新點(diǎn)59-60
- 參考文獻(xiàn)60-64
- 致謝64-65
- 攻讀碩士學(xué)位期間的研究成果65
【參考文獻(xiàn)】
中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條
1 梁華;王姍姍;仇亞軍;李金菊;;軸承鋼球表面缺陷分析方法[J];軸承;2013年06期
本文編號(hào)：697377
本文鏈接：http://sikaile.net/kejilunwen/jixiegongcheng/697377.html
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