基于Matlab的滚动轴承故障诊断系统设计
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基于虚拟仪器技术的滚动轴承故障检测系统的研究的开题报告
基于虚拟仪器技术的滚动轴承故障检测系统的研究的开题报告一、选题背景及研究意义滚动轴承是机械设备中常见的关键部件之一，其故障对于设备的稳定运行会产生重大的影响。
因此，在实际生产中，对滚动轴承的故障检测具有十分重要的意义。
传统的滚动轴承故障检测方法需要耗费大量的时间和人力，且数据采集精度和实时性较差。
而虚拟仪器技术的出现，为滚动轴承故障检测带来了新的思路和技术手段，可以有效地提高故障检测的精度和效率。
因此，本课题旨在基于虚拟仪器技术，设计并开发一套滚动轴承故障检测系统，能够对滚动轴承进行快速准确的故障检测，从而实现设备的安全稳定运行。
二、研究内容及研究方法1.研究内容（1）识别滚动轴承的故障类型。
通过虚拟仪器技术获取滚动轴承的振动信号，并利用信号处理技术进行故障特征提取和分析，实现对滚动轴承的故障类型识别。
（2）设计并开发系统。
基于虚拟仪器技术，设计并开发一套滚动轴承故障检测系统。
该系统包括数据采集、信号处理、特征提取、故障诊断等模块，能够快速准确地识别滚动轴承的故障类型，提高检测精度和效率。
2.研究方法本课题采用以下方法：（1）理论研究：对滚动轴承的工作原理和故障诊断技术进行深入研究。
（2）实验研究：通过实验采集不同工况下滚动轴承的振动信号，并进行信号处理和特征提取，分析故障特征和识别故障类型。
（3）系统设计与开发：基于虚拟仪器技术，设计并开发一套滚动轴承故障检测系统，实现全自动化、快速准确地识别滚动轴承的故障类型。
三、预期成果1.滚动轴承故障检测方法的优化，提高检测精度和效率。
2.设计并开发一套滚动轴承故障检测系统，实现全自动化、快速准确地识别滚动轴承的故障类型。
四、研究计划及进度安排1.研究计划：（1）前期准备：2021年5月～2021年6月，主要完成背景和意义的调研和分析，细化选题。
（2）理论研究和实验研究：2021年6月～2022年3月，主要完成滚动轴承的工作原理和故障诊断技术的理论研究，并进行实验研究，采集滚动轴承的振动信号，进行信号处理和特征提取。
学士学位论文--基于虚拟仪器滚动轴承故障分析系统开发
基于虚拟仪器滚动轴承故障分析系统开发摘要滚动轴承是在旋转机械中应用最广泛的部件，是机械动力传动部件，旋转机械的故障约有30％是因滚动轴承引起的。
由于工作条件恶劣，长期承受载荷和传递载荷，轴承极易疲劳、裂纹、腐蚀、磨损等，导致其断裂，造成事故。
这种故障信号是一种典型的宽频带脉冲调制信号, 从含有噪声的振动信号中有效地提取出冲击脉冲信号是振动轴承故障诊断的关键。
通过对滚动轴承工作特性及其故障研究，分析了滚动轴承振动机理与失效形式，设计了故障模拟实验台，搭建了测量装置，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，开发了基于Labview软件的滚动轴承故障诊断系统，通过对振动信号的采集和故障频率的自动识别，实现了在线检测故障的目的。
为了确保分析数据的正确性，本文当中引入了小波函数，通过对不同频段的信号进行包络谱分析，确保故障诊断的准确性。
通过实验台模拟内圈故障现象以及轴承故障诊断程序的运行，故障结论是一致的，证明了该轴承故障诊断系统的准确性。
关键词：滚动轴承；故障诊断；Labview；希尔伯特变换；共振解调Development of fault analysis system for rolling bearing based on virtual instrumentAbstractRolling bearing is the most widely used components in rotating machinery, mechanical power transmission components, about 30% of rotating machinery fault is caused by rolling bearings. Because of the bad working conditions, load for a long time and load, bearing easily fatigue, crack, corrosion, wear, etc., lead to the rupture and cause an accident. The fault signal is a typical broadband pulse modulation signals, from vibration signal containing noise effectively extract the shock pulse signal is the key to the vibration of bearing fault diagnosis. Through the study of rolling bearing working characteristic and its failure, analyzes the rolling bearing vibration mechanism and failure modes, fault simulation test bench was designed and set up a measuring device, using resonance demodulation analysis and Hilbert transform as the rolling bearing fault diagnosis methods, the development of rolling bearing fault diagnosis system based on LabVIEW software, through the collection of vibration signal and fault frequency automatic identification, realized the purpose of online detection fault. In order to ensure the accuracy of the data analysis, this paper introduces the wavelet function, based on the different frequency band of signal envelope spectrum analysis, ensure the accuracy of fault diagnosis. Through simulation test bench and bearing inner ring malfunctions fault diagnosis program is running, the fault conclusion is consistent, proved that the accuracy of bearing fault diagnosis system.Key words: Rolling bearing, Fault diagnosis, Hilbert change,Labview,Resonance demodulation目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (1)1.1 课题研究的目的与意义 (1)1.2 国内外研究现状 (2)1.3 研究的主要内容 (4)第2章滚动轴承及故障的基本理论 (5)2.1 轴承的分类和基本结构 (5)2.2 滚动轴承的损伤分析 (6)2.3.1滚动轴承故障类型 (9)2.3.2滚动轴承的固有振动频率 (9)2.3.3滚动轴承特征频率 (10)2.4 轴承振动信号处理 (11)2.4.1低通滤波包络解调法 (12)2.4.2希尔伯特变换及包络谱算法 (12)2.5 本章小结 (14)第3章滚动轴承故障模拟试验台 (15)3.1 滚动轴承故障模拟试验台方案 (15)3.2 滚动轴承试验台结构设计 (15)3.3 控制系统和数据采集系统设计 (17)3.3.1控制系统 (17)3.3.2数据采集系统 (18)3.4 本章小结 (20)第4章轴承故障诊断软件设计 (21)4.1 虚拟仪器概述 (21)4.2 Labview的含义 (22)4.3 基于虚拟仪器轴承故障诊断程序开发 (22)4.4 本章小结 (28)第5章轴承故障诊断实验 (29)5.1 轴承实验台参数设置 (29)5.2 轴承故障模拟与分析 (29)5.2 本章小结 (32)结论 (33)致谢 (34)参考文献 (35)附录A (36)第1章绪论1.1课题研究的目的与意义轴承一直是各种机械中应用最广泛的通用部件，其运行状态直接影响整台机器的性能、寿命、功能和效率，机械设备诊断中的重点是旋转机械的故障检测，而滚动轴承是旋转机械的重要组成部件，许多的故障都是滚动轴承的故障引起的。
基于MATLAB的滚动轴承寿命计算系统
基于MATLAB的滚动轴承寿命计算系统李颖;吴仕虎;王鹏【期刊名称】《机电工程技术》【年(卷),期】2022(51)11【摘要】滚动轴承的使用寿命是衡量其质量好坏的重要标准。
在工作过程中,滚动轴承的主要失效表现是疲劳磨损,一般采用接触疲劳寿命来反映滚动轴承的使用寿命。
滚动轴承寿命的计算是轴承设计与选型中极为关键的一步,但人工计算存在计算任务量大、计算步骤繁琐、计算结果精度不高以及计算效率低下等设计问题;同时,在工作过程中,滚动轴承的突然损坏会导致机器产生严重的故障,造成巨大经济损失和重大的人员伤亡。
为了解决这些问题,提出了基于MATLAB的滚动轴承寿命计算系统。
利用L-P计算模型对轴承基本额定寿命进行了估算。
在计算过程中考虑了轴承的类型、清净程度等影响因素,并结合相关理论修正了轴承基本额定寿命。
利用MATLAB软件中的App Designer设计了常用滚动轴承的寿命计算界面。
通过输入相关参数,就可以直接算出相应轴承的使用寿命。
系统计算速度快,工作效率高,为设计其他零件寿命计算系统提供了参考。
【总页数】5页(P38-42)【作者】李颖;吴仕虎;王鹏【作者单位】沈阳理工大学机械工程学院【正文语种】中文【中图分类】TH133.33【相关文献】1.基于VB和Matlab的滚动轴承寿命图谱系统设计2.基于MATLAB/GUI的内置式永磁同步电动机MTPA离线计算系统3.基于MATLAB GUI的滚动轴承修正额定寿命计算系统4.基于MATLAB GUI的角接触球轴承接触疲劳寿命计算系统设计5.基于MATLAB GUI的战斗部杀伤威力计算系统因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
基于 matlab 的机械故障诊断技术案例教程
基于 matlab 的机械故障诊断技术案例教程机械故障诊断技术是通过分析机械设备的运行状态、振动、声波等数据，以识别和定位故障的技术手段。
在此案例教程中，我们将详细介绍基于MATLAB的机械故障诊断技术。
一、故障诊断技术的基本原理故障诊断技术是通过对机械设备的振动、声音等信号进行分析来判断设备运行是否正常。
在机械故障诊断过程中，需要收集设备的振动和声音数据，并进行合理的处理和分析。
二、使用 MATLAB 进行机械故障诊断的案例在此案例中，我们将以离心泵为例，介绍基于 MATLAB 的机械故障诊断技术的应用。
1. 数据采集：从离心泵中采集振动和声音数据，并将其存储为数值形式的文件。
2. 数据预处理：使用MATLAB 对采集到的数据进行预处理，包括去噪、滤波、降采样等操作，以便后续的信号分析和故障诊断。
3. 特征提取：使用 MATLAB 对预处理后的数据提取特征。
常用的特征包括频域特征、时域特征、小波包特征等。
4. 特征选择：根据实际情况，使用 MATLAB 对提取到的特征进行选择，筛选出与故障相关的特征。
5. 故障诊断模型建立：使用 MATLAB 构建故障诊断模型，可以采用机器学习算法、人工智能技术等。
6. 故障诊断与预测：使用构建好的故障诊断模型，对新的数据进行诊断和预测。
通过与已知故障样本进行比对，可以准确判断设备是否出现故障，并预测故障类型。
三、案例教程中的注意事项在进行机械故障诊断时，需要注意以下几点：1. 数据采集要准确可靠，确保采集到的数据具有代表性。
2. 数据预处理要注意去除噪声、滤除干扰，并保留有用的信号。
3. 特征提取要选择合适的特征，能够准确反映机械设备的运行状态。
4. 模型建立要根据实际情况选择合适的算法和技术，同时需要考虑模型的准确性和计算效率。
5. 故障诊断与预测要结合实际情况进行判断，并及时修复设备故障，避免进一步损坏。
综上所述，通过基于 MATLAB 的机械故障诊断技术案例教程，我们可以学习到使用 MATLAB 进行机械故障诊断的基本原理和方法，帮助我们有效提高设备故障的诊断准确性和效率。
基于LabVIEW的滚动轴承故障诊断系统实现DOC
基于LabVIEW的滚动轴承故障诊断系统实现(DOC)————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：东北大学研究生考试试卷评分考试科目：动态信号分析与处理课程编号：阅卷人：考试日期：2015.1姓名：王万振学号：1400494注意事项1．考前研究生将上述项目填写清楚2．字迹要清楚，保持卷面清洁3．交卷时请将本试卷和题签一起上交东北大学研究生院基于LabVIEW的滚动轴承故障诊断系统实现摘要滚动轴承是机械设备旋转机械中最常用的部件，在生产中起着关键性作用，因此其运行状态是否正常往往直接影响整台机器的性能。
据统计旋转机械中由于滚动轴承损伤而引起的故障占到大约30%，因此对滚动轴承故障诊断的研究有很大的实际意义。
本文先对滚动轴承的故障诊断技术按发展阶段进行了概述。
接着介绍了本诊断系统是如何搭建的，同时介绍了轴承诊断的一些方法以及它们的优缺点。
第三部分是基于LabVIEW的滚动轴承故障诊断系统的实现，也是本文的重点。
最后通过对测量数据和处理数据的分析，判断出轴承的故障类型。
本文的目的是建立一套基于LabVIEW的比较完整和可行的滚动轴承故障诊断系统，并对实践起到一定的指导作用。
关键词：滚动轴承；故障诊断；LabVIEW；诊断系统目录1引言 (3)2滚动轴承障诊断技术概述 (3)3诊断系统的总体设计 (5)3.1 滚动轴承的振动机理 (5)3.2 滚动轴承的故障类型 (5)3.3 LabVIEW的主要特点 (5)3.4 本课题的分析方法 (6)3.5轴承诊断经验公式 (7)3.6 系统的搭建 (8)4轴承故障诊断分析 (9)4.1时域分析 (9)4.2频域分析 (11)5结论 (13)参考文献 (13)1引言滚动轴承是旋转机械中应用最广泛的机械部件，在旋转机械中起着关键的作用，同时也是机械设备中最易损故障零件之一，其结构如图1所示。
基于MATLAB的轴承故障诊断方法的研究
基于MATLAB的轴承故障诊断方法的研究陈涛【摘要】轴承被广泛应用于风力发电、直升机等各类机械设备中,由于其受到复杂载荷的作用并且工作环境较为恶劣,所以易受损坏.如果不能及时地发现轴承故障,则会造成更大的事故,甚至导致停产,造成经济上的损失.文章通过对轴承故障振动信号的采集,利用MATLAB软件对数据进行处理,力求在初期就能够及时发现故障,为维修提供科学依据,降低维修成本,并尽可能减少因轴承故障导致的停产时间.【期刊名称】《化工设备与管道》【年(卷),期】2011(048)006【总页数】3页(P41-43)【关键词】轴承;故障;诊断;MATLAB【作者】陈涛【作者单位】新疆克州特种设备检验检测所,新疆阿图什 845350【正文语种】中文【中图分类】TQ050.2;TH133.3轴承应用于机械装备的各个领域，准确及时了解机械装备中的重要轴承的运行状况，对于保障机械装备的正常运转有着十分重要的意义。
通过传感器对轴承作振动监测，获取轴承故障的大量信息，基于轴承故障的机理，分析其故障特征，从而对轴承故障作出科学的判断。
对采集来的振动信号作时频分析，是轴承故障诊断中常用的方法。
滚动轴承在运行过程中，其振动激励源主要有以下几方面:(1)制造、安装误差引起的振动:如表面波纹、粗糙度;滚动体大小不均;轴弯曲、轴承安装倾斜;轴承调整松紧程度。
(2)工作载荷作用引起的振动:不同部位承载滚子数不同，承载刚度发生变化，引起轴心起伏振动。
重载情况下，滚动体与内外圈接触产生变形，呈现非线性弹性。
(3)固有振动:滚动体与内外圈之间冲击产生的高频共振。
(4)故障引起的振动:滚动轴承内外圈或滚动体上发生局部故障(点蚀、裂纹、剥落、压痕等)，每当故障点经过受力区时，将产生冲击激励，引起附加的周期性冲击振动。
冲击振动发生的频率(周期)取决于故障部位，称为故障通过频率。
内圈通过频率(BPFI-Ballpass frequency，inner race):外圈通过频率(BPFO-Ballpass frequency，outer race):滚动体通过频率(BSF-Ball spin frequency):保持架频率(FTF-Fundamental train frequency):式中 d ——滚动体直径，mm;D——轴承直径，mm;Zb——滚动体数目;φ——接触角。
基于LabVIEW的滚动轴承故障诊断系统
ISSN 1000- 3762 轴承 2010年 9期 CN 41- 1148 /TH Bear ing 2010, N o. 9
41- 44
基于 LabV IEW 的滚动轴承故障诊断系统
苏 敏1, 王 勇 2, 何惜港 1, 邓四二2, 梁晓东 3
( 1. 洛阳 LY C轴承有限公司, 河南 洛阳 471039; 2. 河南科技大 学 机电工程学院, 河南 洛阳 3. 宁波达克轴承 有限公司, 浙江 宁波 315000)
( 1) 在 MAX 中配置 N I- DAQm ax 设备, 包括 设备号、通道、信号输入范围、采样模式、采样频率 和采样点数。
( 2)按照文献 [ 5] 的规定, 通过 L abV IEW 自带 的 Butterw orth 5 阶带 通滤 波器 获取 低 ( 50 ~ 300 H z)、中 ( 300~ 1 800 H z) 、高 ( 1 800~ 10 000 H z) 3 个频段的 振动 信号。利用 L abV IEW 的 信 号 处 理 !模板中的相关子函数求出有效值、峭度和过阈 值脉冲数, 并进行共振解调分析。
效值, 且 K 的实测值大于门限值 ( 文中的峭度门限 值等于 4 ), 则判断 相应 的频 带内 N 是 否超 过 2 个; 若任一个频段 N 超过 3个, 则表示轴承故障; 反之表示轴承正常。
( 3)若任一频带 R 和 K 都不超标, 无论 N 是 否超过 3个, 均表示轴承正常。
频域内用共振解调法确定故障发生在轴承外 圈、内圈滚道或 滚动体上。共振解调常用于提 取 掩埋在常规振动中的由故障引起的微冲击信息, 输出一个与故障冲击对应的剔除了噪声干扰的解 调信号, 共振解调法通过把输出信号放大, 经过带 通滤波器 ( 中心频率为速度型传感器的谐振频率, 文中为 12 000 H z左右 ) 滤波, 然后采用 H ilbert变 换进行包络检波, 再由低通滤波器去除残余的 高 频干扰噪声, 最后对比内、外圈或滚动体的理论故 障频率, 通过 功率谱 分析确 定故 障发生 的部位。 共振解调法的 LabV IEW 程序如图 5所示。
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基于 LabV IEW 的滚动轴承故障诊断系统
苏 敏1, 王 勇 2, 何惜港 1, 邓四二2, 梁晓东 3
( 1. 洛阳 LY C轴承有限公司, 河南 洛阳 471039; 2. 河南科技大 学 机电工程学院, 河南 洛阳 3. 宁波达克轴承 有限公司, 浙江 宁波 315000)
( 1) 在 MAX 中配置 N I- DAQm ax 设备, 包括 设备号、通道、信号输入范围、采样模式、采样频率 和采样点数。
( 2)按照文献 [ 5] 的规定, 通过 L abV IEW 自带 的 Butterw orth 5 阶带 通滤 波器 获取 低 ( 50 ~ 300 H z)、中 ( 300~ 1 800 H z) 、高 ( 1 800~ 10 000 H z) 3 个频段的 振动 信号。利用 L abV IEW 的 信 号 处 理 !模板中的相关子函数求出有效值、峭度和过阈 值脉冲数, 并进行共振解调分析。
效值, 且 K 的实测值大于门限值 ( 文中的峭度门限 值等于 4 ), 则判断 相应 的频 带内 N 是 否超 过 2 个; 若任一个频段 N 超过 3个, 则表示轴承故障; 反之表示轴承正常。
( 3)若任一频带 R 和 K 都不超标, 无论 N 是 否超过 3个, 均表示轴承正常。
频域内用共振解调法确定故障发生在轴承外 圈、内圈滚道或 滚动体上。共振解调常用于提 取 掩埋在常规振动中的由故障引起的微冲击信息, 输出一个与故障冲击对应的剔除了噪声干扰的解 调信号, 共振解调法通过把输出信号放大, 经过带 通滤波器 ( 中心频率为速度型传感器的谐振频率, 文中为 12 000 H z左右 ) 滤波, 然后采用 H ilbert变 换进行包络检波, 再由低通滤波器去除残余的 高 频干扰噪声, 最后对比内、外圈或滚动体的理论故 障频率, 通过 功率谱 分析确 定故 障发生 的部位。 共振解调法的 LabV IEW 程序如图 5所示。
基于Matlab轧辊滚动轴承的优化设计
初始 种群 ．
２ｓｌ ｎｘ３
由上 述条 件得 该设计 的数学模 型为 求 Ｘ ∈Ｒ ｍｉＦ（ ｎ Ｘ）
： ｍ ｉ ０ ｎ
．
０（ ４
） ｘ ×Ｌ ＿ １
４
３ 适应 度 的评 价 与 收 敛 判 定 ： 接 触 强 度 ， ） 在 滚珠直 径 ｄ 直径 比 Ｄ ｄ 滚 道位 置 角 Ｏ 等约 束 条 ， ／， ｌ 件下 ， 群 体 中个 体适 应度 进行 计算 ， 判 断是 否 对 并 满足 收敛 准 则 ， 足 就 输 出结 果 ， 则 ， 行 下 满 否 进
传 因子进 行组合 、 叉 和变异 ， 而 目标 进 化到 搜 交 从 索空 间 中越来 越 好 的 区域 ． 逐代 进 化 以得 到 目标 近似 最优 解 ． 该算 法 在 机 械 产 品 动 态性 能 的优 化 设计 中已被 大量采 用 ， 且效 果非 常好 ．
２ １ 适应 度 函数 ．
中 图分 类号 ：Ｈ１ ３ ３ Ｔ ２ Ｔ ３ ． ； Ｈ１２
文献 标 识码 ： Ｂ
Ｏｐ ｉ ｍ ｓｇ ｆＲｏ ｌ ｇ Ｂｅ ｒｎ ｏ ｌ ｒ Ｂａ ｅ ｎ Ｍ ａ ｌｂ ｔｍｕ Ｄｅ ｉ ｎ ｏ ｌ ｎ ａ ｉ ｇ ｆ ｒ Ｒｏｌ ｓ ｄ ｏ ｔａ ｉ ｅ
３
／ ）＝１［ ／ １＋Ｇ ） （ ］
（） ５
（） ８
２ ２ 优 化 过程 ．
轧辊 滚动 轴 承实 际结构 尺寸需 满 足如 下 约束
条件 ： ｄ≤１ ， ． Ｄ ｄ ８≤ ８ １ ６（ ／ ）≤ｚ ． ５（ ／ ） ≤２ ４ Ｄ ｄ ，
，／ ｒ ６≤ ≤ －／ ２１ ｒ ｒ ３． ５≤ Ｄ ￣ ２ ０． ｒ ＜ ７
采 用改 进遗 传算 法对 轧辊 滚动 轴 承进 行优 化
２ｓｌ ｎｘ３
由上 述条 件得 该设计 的数学模 型为 求 Ｘ ∈Ｒ ｍｉＦ（ ｎ Ｘ）
： ｍ ｉ ０ ｎ
．
０（ ４
） ｘ ×Ｌ ＿ １
４
３ 适应 度 的评 价 与 收 敛 判 定 ： 接 触 强 度 ， ） 在 滚珠直 径 ｄ 直径 比 Ｄ ｄ 滚 道位 置 角 Ｏ 等约 束 条 ， ／， ｌ 件下 ， 群 体 中个 体适 应度 进行 计算 ， 判 断是 否 对 并 满足 收敛 准 则 ， 足 就 输 出结 果 ， 则 ， 行 下 满 否 进
传 因子进 行组合 、 叉 和变异 ， 而 目标 进 化到 搜 交 从 索空 间 中越来 越 好 的 区域 ． 逐代 进 化 以得 到 目标 近似 最优 解 ． 该算 法 在 机 械 产 品 动 态性 能 的优 化 设计 中已被 大量采 用 ， 且效 果非 常好 ．
２ １ 适应 度 函数 ．
中 图分 类号 ：Ｈ１ ３ ３ Ｔ ２ Ｔ ３ ． ； Ｈ１２
文献 标 识码 ： Ｂ
Ｏｐ ｉ ｍ ｓｇ ｆＲｏ ｌ ｇ Ｂｅ ｒｎ ｏ ｌ ｒ Ｂａ ｅ ｎ Ｍ ａ ｌｂ ｔｍｕ Ｄｅ ｉ ｎ ｏ ｌ ｎ ａ ｉ ｇ ｆ ｒ Ｒｏｌ ｓ ｄ ｏ ｔａ ｉ ｅ
３
／ ）＝１［ ／ １＋Ｇ ） （ ］
（） ５
（） ８
２ ２ 优 化 过程 ．
轧辊 滚动 轴 承实 际结构 尺寸需 满 足如 下 约束
条件 ： ｄ≤１ ， ． Ｄ ｄ ８≤ ８ １ ６（ ／ ）≤ｚ ． ５（ ／ ） ≤２ ４ Ｄ ｄ ，
，／ ｒ ６≤ ≤ －／ ２１ ｒ ｒ ３． ５≤ Ｄ ￣ ２ ０． ｒ ＜ ７
采 用改 进遗 传算 法对 轧辊 滚动 轴 承进 行优 化
基于小波分析的电机轴承诊断Matlab程序设计
基于小波分析的电机轴承诊断Matlab程序设计
李民
【期刊名称】《设备管理与维修》
【年(卷),期】2015(0)7
【摘要】采用Matlab编程快速地在计算机上实现基于小波分析的电机滚动轴承故障诊断.利用Daubechies小波对外圈或内圈故障轴承的振动信号进行小波分解.基于小波分解系数对含有故障特征频率的第一层细节信号进行小波重构并提取其Hilbert包络谱,从中检测出故障特征频率,据此判断故障类型.设计了该算法的Matlab程序.基于美国凯斯西储大学提供的电机轴承振动加速度信号采用上述算法进行实验的结果表明,该方法可准确地分辨出轴承故障的类型,非常适用于轴承的早期故障诊断.
【总页数】3页(P90-92)
【作者】李民
【作者单位】上海久创建设管理有限公司上海
【正文语种】中文
【中图分类】TH113.1
【相关文献】
1.基于小波分析和基因表达式程序设计的短期电价预测
2.MATLAB在小波分析中的程序设计
3.基于VisualC++6.0和Matlab6.0的电气开关状态检测和故障诊断
的程序设计4.基于小波分析和遗传程序设计的短期负荷预测5.基于LabVIEW和MATLAB混合编程的小波分析在故障诊断中的应用
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
基于MATLAB软件开发的滑动轴承性能计算工具
五开究・开发基于MATLAB软件开发的滑动轴承性能计算工具口付玉敏上海电气集团股份有限公司中央研究院上海200070摘要：滑动轴承是旋转机械的核心支撑部件，运行性能会直接影响旋转机械系统的稳定性和安全性。
针对滑动轴承性能分析过程复杂，分析人员专业要求高，现有分析工具计算输入输出不直观且不清晰等问题，开发了一种基于MATLAB软件的滑动轴承性能计算工具。
这一工具具有人机界面、图形展示及自动生成计算报告等功能，介绍了这一工具的开发过程，给出了圆轴承和可倾瓦轴承的性能计算实例，并进行了计算结果分析#关键词：滑动轴承性能计算工具软件中图分类号：TH133.31文献标志码：A文章编号：1000-4998(2020)05-0035-05Abstract:The sliding beering is the core supporting component of rotating machine^$and W v running performanco will dioctly affect the swbility and safety of the rotating machine^system.Aiming al the issues of complee analysis of the sliding beering performanco,high professional requirements for analysts,and the unaveilabilitz and unclms ot calculation inpuWsutpul ot existing analyzing tools,a prfoananco calculationtoot for the sliding beering was developed based on MATLAB so C wsv.This toot has functions such as man-machine inW/aco,graphic display and automatic generation of calculation repo/.The developmentp eoce s o t this too awas in teoduced,The pe e to emance ca acu aa tion eiampaesottheeound beaeingand thepivoted shoe beering were given,and the calculation results were analyzed.Keywords:Sliding Bearing Performancc Calculation Tool Softwarr1开发背景滑动轴承由于高稳定性、高承载、高抗振和彳噪声等优点，广泛应用于汽轮机、发电机、水轮机等各类旋转机械，其运行性能直接影响被支撑转子的运动性能，从而影响旋转机械的整体性能’滑动轴承性能分析是轴承设计、转子系统运行状态分析、转子系统故障诊断预测等环节的核心内容，如何便捷高效获取滑动轴承的性能参数，为轴承设计、状态分析及故障诊断提供参数依据,一直是业内关注和研究的重点’胡新亮山研究了结构和工况参数对圆轴承润滑性能的影响,并使用MATLAB软件开发了圆轴承润滑分析软件’蔡璇%2］以三油楔固定瓦滑动轴承为对象,采用有限差分法获得其静动特性，并采用MATLAB软件自带的图形用户界面设计功能，实现了滑动轴承特性计算的可视化与人机交互。
基于虚拟仪器的滚动轴承故障诊断系统的设计
障诊 断方 法 ， 开发 了基 于虚 拟 仪 器 的故 障诊 断 系 并
统。首先采 用 小波 包将 信 号进行 分 解 ， 利 用共振 再
ｗａ ｅ ｅ ａ ｋ ｔ ｄ ｍｏ ｕ ａ ｅ ｅ ｏ ａ ｃ ； ｉｔ ａ ｎ ｖ ｌｔ ｐ ｃ ｅ ； ｅ ｄ ｌ ｔ ｄ ｒ ｓ ｎ ｎ ｅ ｖｒ ｕ ｌｉ —
摘要 ： 据 滚动轴承信 号的特 点 ， 出了一 种基 根 提
于 小 波 包 分 解 和 共 振 解 调 技 术 相 结 合 的 滚 动 轴 承 故
ａ ｉｇｎ ｅ ｔ ｅ ｆ ｕ ｔ ｆａ ｕ ｅ ｏ ｏ ｌｎ ａ ｉ ． ｎｄ ｄ ａ ｏｓ ｈ ａ ｌ ｅ ｔ ｒ ｆｒ ｌｉ ｇ ｂｅ ｒｎｇ Ｋｅ ｗｏ ｄ ：ｒ ｌｉ ｇ ｙ ｒ ｓ ｏ ｌｎ ｂｅ ｒｎ ａ ｉ ｇ；ｆ ｕ ｔ ｉｇｎ ｉ ； ａ ｌ ｄ ａ ｏｓｓ
０ 引 言
滚动轴 承是各 种旋 转机械 中应 用最 广泛的通用 零 部件之 一 ， 的运行 状 态 往往 直 接影 响整 机 的 性 它
分析 结果表 明 ， 该方 法 有 效地提 取 了故 障特 征 和诊
断轴承 故障 ， 有很 好 的 实用性 和有效性 。
能 。根据滚 动轴 承在线振 动信号 监测其 运行状态 和
Ｆａ ｌ ａ ｎｏ ｉ ｓ ｅ Ｄｅ ｉ ｎ ｏ ｌｉ ｇ Ｂｅ ｒｎ ｓ ｄ ｏ ｉｔ ａ ｎ ｔ ｕ ｅ ｔ ｕ ｔＤｉｇ ｓｓＳｙ ｔ ｍ ｓｇ ｎ Ｒｏ ｌｎ ａ ｉ ｇｓＢａ ｅ ｎ Ｖ ｒ ｕ ｌＩ ｓ ｒ ｍ ｎ
ＬＶ Ｌｕ —ｙ ｎｇ ＴＩ ｏ ， ＡＮ ｕ—ｆ ｒｇ ＬＯ Ｕ Ｘｉ ａ Ｉ。， Ｙｕａ — ｙ ｎ ｎ ｕａ 。
中图分类号 ： ＴＨ３ １ 文献标 识码 ： Ａ 文 章 编 号 ：０ １ ２ ７ ２ １ ） ７— ０ ４ ４ １ ０ —２ ５ （ ０ Ｏ ０ ０ ７ 一Ｏ
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摘 要 - I - 摘 要 滚动轴承是旋转机械中应用最广泛的一种通用部件，也是机械设备中的易损零件，许多机械的故障都与滚动轴承的状态有关。据统计，在使用滚动轴承的旋转机械中，大约30％的机械故障是由于滚动轴承的损坏造成的。可见，滚动轴承的好坏对机械系统工作状况的影响极大。由于设计不当和安装工艺不好或轴承的使用条件不佳，或突发载荷的影响，使轴承运转一段时间后会产生各种各样的缺陷，并且在继续运行中进一步扩大，使轴承运行状态发生变化。因此，滚动轴承的故障诊断一直是研究的热点。 本文首先从理论上分析了滚动轴承的失效形式、振动机理、振动类型、及发生故障的原因、振动频率；然后在理论基础上提出了滚动轴承的时域、频域的诊断方法；最后搭建了基于Matlab的滚动轴承故障诊断系统，并通过Matlab仿真轴承故障信号，在软件中进行信号分析和处理，验证各种诊断方法的优劣和滚动轴承的故障特征。 本论文按照预定的要求完成了设计任务，研究了滚动轴承的故障诊断方法，完成了故障诊断系统的设计，通过仿真验证了滚动轴承的故障诊断方法。
关键词：滚动轴承；故障诊断；时域分析；频域分析；Matlab Abstract
- II - Abstract Rolling element bearing is one of the most widely used general part of rotating machinery,and one of the most easily damaged parts of mechanical equipment. A lot of mechanical failure is relevant to the state of rolling element bearings. It is estimated that about 30 percent of mechanical failure is caused by its fault in the rotating machine with rolling element bearings. It is obvious that the quality of rolling element bearings has a great impact on the working condition of electromechanical systems. Because of wrong design, poor working condition or a jump heavy load, bearing will be damaged and worse during the running time. So at present, the fault diagnosis of rolling element bearings is a research hotspot. Firstly, the failure forms, the vibration mechanism, vibration type, and the failure cause, vibration frequency of bearing are analyzed in theory.Secondly, based on the theory put forward the time domain, frequency domain diagnostic methods.Finally, the software for the fault diagnosis system of the rolling bearings is designed by Matlab,along with the simulation of bearing fault signals by Matlab.To analysis and processing the signal in software. Verify the merits of various diagnostic methods and characteristics of rolling bearing faults. The paper successfully completed the design task and the result meets the expectation. We researched the fault diagnosis methods and completed the fault diagnosis system design and simulation shows the fault diagnosis methods of rolling element bearings.
KeyWords：rolling element bearings,fault diagnosis,time-domain analysis, frequency-domain analysis,Matlab 目 录
- III - 目 录 摘 要 ........................................................................................................................ I Abstract ..........................................................................................................................II 第一章 绪论 ...........................................................................................................- 1 - 1.1 本课题研究的主要意义 ...........................................................................- 1 - 1.2 滚动轴承故障诊断方法 ...........................................................................- 2 - 1.3 滚动轴承故障诊断技术的发展概况 .......................................................- 3 - 1.4 滚动轴承故障诊断技术的发展方向 .......................................................- 5 - 1.5 本课题主要研究内容 ...............................................................................- 5 - 第二章 滚动轴承的故障特征分析 .......................................................................- 6 - 2.1 概述 ...........................................................................................................- 6 - 2.2 滚动轴承的典型结构 ...............................................................................- 6 - 2.3 滚动轴承的主要失效形式及原因 ...........................................................- 7 - 2.4 滚动轴承的几何参数 ...............................................................................- 8 - 2.5 滚动轴承的特征频率 ...............................................................................- 9 - 2.6 滚动轴承的振动特性 .............................................................................- 10 - 2.6.1 滚动轴承的固有振动 ...................................................................- 11 - 2.6.2 轴承构造引起的振动 ...................................................................- 12 - 2.6.3 轴承装配不正确、轴颈偏斜产生的振动 ...................................- 13 - 2.6.4 精加工波纹度引起的振动 ...........................................................- 13 - 2.6.5 滚动轴承的故障引起振动 ...........................................................- 13 - 第三章 滚动轴承故障诊断方法研究 .................................................................- 16 - 3.1 概述 .........................................................................................................- 16 - 3.2 时域分析的特征参数 .............................................................................- 16 - 3.3 频域分析的特征参数 .............................................................................- 18 - 第四章 轴承故障诊断系统总体设计 .................................................................- 22 - 4.1 概述 .........................................................................................................- 22 - 4.2 Matlab软件简介 ......................................................................................- 22 -