滾動軸承故障診斷的基本方法及故障診斷理論畢業(yè)設計,滾動軸承,故障診斷,基本,方法,法子,理論,畢業(yè)設計 一、題目來源背景滾動軸承是各種旋轉(zhuǎn)機械中應用最廣泛的一種通用部件，也是機械設備中最容易損壞的部件之一，它的運行狀態(tài)是否良好會直接影響到整臺機器的性能，如精度、可靠性及壽命等。就旋轉(zhuǎn)機械而言，據(jù)統(tǒng)計，現(xiàn)場實際故障中 30%是由于滾動軸承故障引起的。這是因為滾動軸承是機械設備中工作條件最為惡劣的部件，它在機械設備中起著承受載荷和傳遞載荷的作用。所以滾動軸承的故障診斷方法一直是機械故障診斷中重點發(fā)展的技術(shù)之一。因此對滾動軸承的故障診斷和預測已經(jīng)成為各國研究的熱點。滾動軸承的工況監(jiān)測與故障診斷在國外大概開始于 20 世紀 60 年代。在其后 30多年的時間里，隨著科學技術(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，應用領(lǐng)域不斷擴大，監(jiān)測與診斷的有效性不斷提高?，F(xiàn)在在工業(yè)發(fā)達國家，滾動軸承工況監(jiān)測與故障診斷技術(shù)已經(jīng)實用化和商品化。滾動軸承的工況監(jiān)測與故障診斷就是通過對滾動軸承在各種工況下表現(xiàn)出來的振動、噪聲、溫度、工作參數(shù)、氣味、泄漏等信息的監(jiān)測和綜合分析來對其工作狀態(tài)、故障類型和故障嚴重程度進行綜合評價的過程，主要包括檢測試驗技術(shù)、信號處理技術(shù)、模式識別技術(shù)和預測評估技術(shù) 4 項基本技術(shù)，從而實現(xiàn)檢測和發(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)測和診斷技術(shù)機理的不同，滾動軸承的故障診斷技術(shù)主要有振動診斷技術(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，人工智能和計算機在軸承故障診斷中的應用越來越廣泛，今后的發(fā)展方向主要體現(xiàn)在以下方面：（1） 時域分析和頻譜分析在軸承故障診斷中的應用將日趨完善；（2） 對于軸承故障診斷的理論和方法進一步深入研究，并且各種研究成果將會逐步應用到實際生產(chǎn)；（3） 故障診斷智能系統(tǒng)進一步的深入研究，多種軸承故障分析方法相結(jié)合，如小波神經(jīng)網(wǎng)絡、模糊識別與小波分析相結(jié)合等新分析方法應用智能專家系統(tǒng)，提高診斷的效率和準確率；（4） 隨著計算機和網(wǎng)絡技術(shù)的發(fā)展，遠程故障診斷將是現(xiàn)代故障診斷發(fā)展的一個重要的方向。二、主要研究內(nèi)容、應用價值、改進及創(chuàng)新(一)主要研究內(nèi)容1、滾動軸承的失效形式及故障特征；2、滾動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)應用價值利用科學完善的監(jiān)測和分析診斷系統(tǒng)，對設備進行在線監(jiān)測，及早發(fā)現(xiàn)異常情況，并分析診斷出故障原因，可以及早準備合適的工具和零備件，大大減少維修所用時間，可以帶來非常可觀的生產(chǎn)效益。(三)改進及創(chuàng)新MATLAB 語言以矢量和矩陣為基本的數(shù)據(jù)單元，包含流程控制語句（順序、選擇、循環(huán)、條件等） 、大量的運算符、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缶幊蹋@些既可以滿足簡單問題的求解，也適合開發(fā)復雜的大型程序，廣泛應用于數(shù)字信號處理、自動控制、小波分析、神經(jīng)網(wǎng)絡等工程和研究領(lǐng)域。采用 MATLAB 作為軟件開發(fā)平臺，編制故障診斷系統(tǒng)，充分發(fā)揮 MATLAB軟件友好的工作平臺和編程環(huán)境、簡單易用的程序語言、強大的科學計算機數(shù)據(jù)處理能力等優(yōu)勢，有效提取滾動軸承的故障特征，進行信號分析與處理，進行故障診斷。三、擬采用的研究方法、手段及實驗準備情況首先對滾動軸承的故障診斷系統(tǒng)的現(xiàn)狀和已有的技術(shù)進行研究，在研究滾動軸承的失效形式及故障特征的基礎上，確定設計方案，開發(fā)出一個基于 MATLAB 的滾動軸承故障診斷系統(tǒng)，有效提取滾動軸承的故障特征。四、進度安排任何一個項目的成功都離不開縝密的計劃制定，畢業(yè)時及是要求在有限的時間內(nèi)完成的任務項目，同樣有好的計劃才可以完成。設計之初，在老師的大力幫助下，我給自己每星期分配了不同的任務，在規(guī)定的時間內(nèi)必須完成規(guī)定的工作計劃，這樣既可以按期完成設計工作又不會先顯得過于忙亂，最終達到有條不紊的工作。下面是我給自己的設計計程表：時 間 內(nèi) 容第 1~2 周 查閱資料，了解滾動軸承故障診斷技術(shù)第 3 周 文獻綜述，掌握設備故障形式以及故障診斷的發(fā)展情況第 4~5 周 研究滾動軸承的故障形式與故障原因第 6~8 周 滾動軸承故障信號的特征、提取方法以及處理方法的研究第 9~11 周 故障診斷系統(tǒng)的總體設計，確定總體方案第 12~15 周 運用 MATLAB 軟件設計故障診斷系統(tǒng)平臺第 16 周 檢查并完善畢業(yè)論文，準備畢業(yè)答辯五、主要參考文獻[1] 仇學青 ,張鑫.滾動軸承故障診斷研究的國內(nèi)現(xiàn)狀與發(fā)展方向[J] .煤礦機械,2007,28(6):6-8.[2] 屈梁生,何正嘉 .機械故障診斷學[M].上海:上?？茖W技術(shù)出版社,1986.[3] 陳霞.滾動軸承的智能診斷系統(tǒng)研究[J].湖北工業(yè)大學學報,2007,22(4)[4] 陸爽.基于現(xiàn)代信號分析和神經(jīng)網(wǎng)絡的滾動軸承智能診斷技術(shù)研究[D].長春: 吉林大學機械科學與工程學院, 2004.[5] 何正嘉,訾艷陽 ,孟慶豐等.機械設備非平穩(wěn)信號的故障診斷原理及應用[M].北京：高等教育出版社，2001.[6] 侯躍謙，江秋，李萌等.滾動軸承故障診斷系統(tǒng)研究[J] .長春大學學報,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. Rolling element bearing fault diagnosis using wavelet packets[ J] .NDT and E international,2002,35(3) :197- 205.[9] 秦香敏,潘宏俠 .滾動軸承故障診斷方法研究[J].科技情報開發(fā)與經(jīng)濟,2007,17(2).[10] 陳杰. MATLAB 寶典 [M].北京:電子工業(yè)出版社,2007.[11] 薛年喜.MATLAB 在數(shù)字信號處理中的應用[M] .北京：清華大學出版社，2003.[12] Changzheng Chen,Changtao Mo.A method for intelligent fault diagnosis of rotating machinery[J]. Digital SignalProcessing,2004,14:203-217.[13] 趙志宇. 基于小波變換的滾動軸承故障診斷專家系統(tǒng)的研究[J].機械設計與研究,2005,21(1):50-52.[14] 賈民平,楊建文.滾動軸承振動的周期平穩(wěn)性分析及故障診斷[J]. 工程機械學報,2007,43(1):146-147.指導教師意見：指導教師簽字： 年 月 日畢業(yè)設計（論文）領(lǐng)導小組意見：負責人簽章： 年 月 日