机械的故障大作业.doc

实用标准文案 精彩文档 机械故障诊断课程设计 设计题目： 基于小波分析的轴承故障诊断 学 院： 机械工程系 专 业： 机械制造设计及其自动化 班 级： 学 号： 姓 名： 指导老师： 李奕璠 完成日期： 精彩文档 摘 要 利用Daubechies小波对轴承的振动信号进行小波分解，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，通过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。 关键词：滚动轴承故障诊断 小波分析 Hilbert包络谱 Matlab 目 录 TOC \o 1-3 \h \u HYPERLINK \l _Toc14779 第一章 绪 论 PAGEREF _Toc14779 1 HYPERLINK \l _Toc21745 第二章 基于小波变换的滚动轴承故障诊断 PAGEREF _Toc21745 2 HYPERLINK \l _Toc22591 2.1 滚动轴承故障的特征频率 PAGEREF _Toc22591 2 HYPERLINK \l _Toc32753 2.2 基于小波分析的轴承故障诊断算法 PAGEREF _Toc32753 2 HYPERLINK \l _Toc8888 第三章 轴承故障诊断的Matlab程序分析 PAGEREF _Toc8888 5 HYPERLINK \l _Toc8384 3.1 确定轴承各项参数并计算各部件的故障特征频率 PAGEREF _Toc8384 5 HYPERLINK \l _Toc6085 3.2 故障诊断的结果分析和结论 PAGEREF _Toc6085 5 HYPERLINK \l _Toc13002 3.2.1 第一组数据分析 PAGEREF _Toc13002 5 HYPERLINK \l _Toc10028 3.2.2 第二组数据分析 PAGEREF _Toc10028 7 HYPERLINK \l _Toc26792 3.2.3 第三组数据分析 PAGEREF _Toc26792 8 HYPERLINK \l _Toc15227 3.2.4 第四组数据分析 PAGEREF _Toc15227 9 HYPERLINK \l _Toc25502 参考文献 PAGEREF _Toc25502 12 HYPERLINK \l _Toc5650 附录 PAGEREF _Toc5650 13 精彩文档 第一章 绪 论 滚动轴承在机械设备中使用非常广泛，其工作状态直接影响整个设备的运行品质,对滚动轴承进行状态监测与故障诊断，能够避免重大事故的发生，获得较大的经济和社会效益。随着生产的需要，对轴承故障的检测方法也越来越多，其中，运用比较广发的集中方法是FFT、功率谱、倒谱、小波分析、人工神经网络、希尔伯特-黄变换、双谱。 小波变换是一种时频分析方法，进行多分辨率分析，即，将信号分解成若干层次的细节信号及概貌信号。对轴承振动信号进行小波变换，提取其中具有故障特征的细节信号进行重构；对重构信号做Hilbert包络谱分析，从中检测出轴承的故障特征频率，据此判断故障类型。利用Matlab软件编程快速地实现了基于小波变换分析的滚动轴承故障判断。 第二章 基于小波变换的滚动轴承故障诊断 2.1 滚动轴承故障的特征频率 滚动轴承由外圈、内圈、滚动体和保持架组成，工作时外圈与轴承座或机壳相连接、固定或相对固定，内圈与机械传动轴相连接，随轴一起转动。当滚动轴承表面发生损伤故障，如内圈、滚动体或外圈出现点蚀、裂纹或剥落等，根据不同的损伤部位，按以下公式分别计算轴承故障的特征频率，如下所示： 外圈故障频率： 内圈故障频率 ： 滚动体故障频率 ： 其中，r为转速，n为滚珠个数；d为滚动体直径，D为轴承节径，α为滚动体接触角。 2.2 基于小波分析的轴承故障诊断算法 一般采用加速度传感器在轴承座上检测滚动轴承的振动信号。若周成表面出现局部损伤，在受载运转时轴承其他零件会周期地撞击损伤点产生低频的冲击信号，其频率即故障频率，但检测该频率主要会遇到2个问题：（a）冲击信号的宽频带性质会激起轴承结构及传感器本身在各自固有频率上发生谐振，故轴承振动信号中还含有故障特征频率的高次谐波分量。（b）由于轴承间隙的存在，冲击信号还要对轴承的高频固有振动信号进行调制。导致固有频率被其它振动所干扰而无法直接通过频谱分析检测出故障特征频率。