基于Matlab的滾動軸承故障診斷系統(tǒng)設(shè)計開題報告

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一、題目來源背景 滾動軸承是各種旋轉(zhuǎn)機械中應(yīng)用最廣泛的一種通用部件，也是機械設(shè)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(shè)備中工作條件最為惡劣的部件，它在機械設(shè)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(yù)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(jì) 60 年代。在其后 30多年的時間里，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(yù)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(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 ， 人工智能和計算機在軸承故障診斷中的應(yīng)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(yīng)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(yīng)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(luò)、模糊識別與小波分析相結(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） 隨著計算機和網(wǎng)絡(luò)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(yīng)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 件編制故障診斷系統(tǒng)軟件。 (二 )應(yīng)用價值 利用科學(xué)完善的監(jiān)測和分析診斷系統(tǒng)，對設(shè)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(zhǔn)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 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(fù)雜的大型程序，廣泛應(yīng)用于數(shù)字信號處理、自動控制、小波分析、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等工程和研究領(lǐng)域。 采用 為軟件開發(fā)平臺，編制故障診斷系統(tǒng)，充分發(fā)揮 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(xué)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(zhǔn)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(chǔ)上 ， 確定設(shè)計方案，開發(fā)出一個基于 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(wù)項目，同樣有好的計劃才可以完成。設(shè)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(wù)，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(shè)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(shè)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(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(shè)計，確定總體方案 第 12~15 周 運用 件設(shè)計故障診斷系統(tǒng)平臺 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 [1] 仇學(xué)青 ,張鑫 J]2007,28(6):6[2] 屈梁生 ,何正嘉 M]上?？茖W(xué)技術(shù)出版社 ,1986. [3] 陳霞 J]2007,22(4) [4] 陸爽 動軸承智能診斷技術(shù)研究 [D] 吉林大學(xué)機械科學(xué)與工程學(xué)院 , 2004. [5] 何正嘉 ,訾艷陽 ,孟慶豐等 M]等教育出版社， 2001. [6] 侯躍謙，江秋，李萌等 J]2004,14(4):1[7] J] 002,16(6):1025- 1041. [8] G, A. J] 002,35(3) :197- 205. [9] 秦香敏 ,潘 宏俠 承 故障診 斷方法 研究 [J]發(fā) 與經(jīng)濟 ,2007,17(2). [10] 陳杰 . 典 [M]電子工業(yè)出版社 ,2007. [11] 薛年喜 數(shù)字信號處理中的應(yīng)用 [M]華大學(xué)出版社， 2003. [12] o.A of ]. 004,14:203[13] 趙志宇 系統(tǒng)的研究 [J]2005,21(1):50[14] 賈民平 ,楊建文 J]2007,43(1):146 指導(dǎo)教師意見： 指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日 畢業(yè)設(shè)計（論文）領(lǐng)導(dǎo)小組意見： 負責(zé)人簽章： 年 月 日