【文章內(nèi)容簡介】 生的信號用適當?shù)膫鞲衅鬓D(zhuǎn)化為電信號,再對所采集來的電信號進行處理、提取其特征,從而進行故障診斷。故障診斷技術的實質(zhì)工作和核心目標是：(1) 掌握設備的運行狀態(tài)；(2) 確定設備運行正常與否；(3) 預測設備的可靠性；(4) 預測設備能安全運行的時間；(5) 發(fā)現(xiàn)早期故障；(6) 預測故障的發(fā)生、發(fā)展趨勢。圍繞這些核心目標,針對機械不同組件,分別采用相應的診斷技術與方法,也就形成了故障診斷技術更深層的研究 LUL的報警信號塔報警信號塔是設備工作出現(xiàn)故障時，發(fā)出信號提醒操作員及時處理問題的工具。以信號燈閃爍和報警聲的方式提醒。信號塔有三種顏色，分別為紅、黃、綠三種。每一個燈都通電后都有閃爍和固定兩個狀態(tài)。它表示的含義描述如下：顏色狀態(tài)含義紅閃爍緊急停止被激活紅固定出現(xiàn)錯誤或警告.黃閃爍請求更換物料車黃固定N/A綠閃爍物料車即將結(jié)束綠固定設備運行正常 LUL報警補救流程（1）當報警(錯誤)發(fā)生時,信號塔紅燈打開和警報聲開始。同時,人機界面顯示報警(錯誤)的名字。如圖62圖62 手動界面報警圖（2）按停警鈴按鈕以停止報警，如圖63圖63 停止報警（3）按重置按鈕來重置錯誤，如圖64圖64 重置錯誤（4）這樣即可看到具體哪個步驟出現(xiàn)差錯。 滾動絲杠的故障診斷 滾動絲杠的幾種失效形式磨損是滾動絲杠最常見的一種失效形式。在滾動絲杠運轉(zhuǎn)中，滾動體和套圈之間均存在滑動，這些滑動會引起零件接觸面的磨損。尤其在軸承中侵入金屬粉末、氧化物以及其他硬質(zhì)顆粒時，則形成嚴重的磨料磨損，使之更為加劇。另外，由于振動和磨料的共同作用，對于處在非旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的滾動絲杠，會在套圈上形成與鋼球節(jié)距相同的凹坑，即為摩擦腐蝕現(xiàn)象。如果絲杠與座孔或軸頸配合太松，在運行中引起的相對運動，又會造成絲杠座孔或軸徑的磨損。當磨損量較大時，絲杠便產(chǎn)生游隙噪聲，振動增大。2. 滾動絲杠的疲勞失效在滾動絲杠中，滾動體或套圈滾動表面由于接觸載荷的反復作用，表層因反復的彈性變形而致冷作硬化，下層的材料應力與表層出現(xiàn)斷層狀分布，導致從表面下形成細小裂紋，隨著以后的持續(xù)負荷運轉(zhuǎn)，裂紋逐步發(fā)展到表面，致使材料表面的裂紋相互貫通，直至金屬表層產(chǎn)生片狀或點坑狀剝落。軸承的這種失效形式稱為疲勞失效。隨著滾動絲杠的繼續(xù)運轉(zhuǎn)，損壞逐步增大。因為脫落的碎片被滾壓在其余部分滾道上，并給那里造成局部超載荷而進一步使?jié)L道損壞。絲杠運轉(zhuǎn)時，一旦發(fā)生疲勞剝落，其振動和噪聲將急劇惡化。3. 滾動絲杠的斷裂失效造成絲杠零件的破斷和裂紋的重要原因是由于運行時載荷過大、轉(zhuǎn)速過高、潤滑不良或裝配不善而產(chǎn)生過大的熱應力，也有的是由于磨削或熱處理不當而導致的。4. 滾動絲杠的膠合失效滑動接觸的兩個表面，當一個表面上的金屬粘附到另一個表面上的現(xiàn)象稱為膠合。對于滾動絲杠，當滾動體在保持架內(nèi)被卡住或者潤滑不足、速度過高造成摩擦熱過大，使保持架的材料粘附到滾子上而形成膠合。其膠合狀為螺旋形污斑狀。還有的是由于安裝的初間隙過小，熱膨脹引起滾動體與內(nèi)外圈擠壓，致使在絲杠的滾道中產(chǎn)生膠合和剝落。 滾動絲杠故障診斷中的信號提取方式針對不同的信號所處頻段，需采用不同的信號拾取方式。a) 監(jiān)測低頻段的信號，通常采用加速度傳感器，由于同時也要拾取其它零件的故障信號，因此采用通用的信號處理電路（儀器）。b) 監(jiān)測高頻段的信號，其目的是要獲取唯一的軸承故障信號，采用自振頻率在25～30KHz的加速度傳感器，利用加速度傳感器的共振效應，將這個頻段的軸承故障信號放大，再用帶通濾波器將其它頻率的信號（主要是低頻信號）濾除，獲得唯一的軸承故障信號。c) 監(jiān)測超高頻段的信號，則采用超聲波傳感器，將聲發(fā)射信號檢出并放大。儀表統(tǒng)計單位時間內(nèi)聲發(fā)射信號的頻度和強度，一旦頻度或強度超過某個報警限，則判定軸承故障。 滾動絲杠故障信號分析方法1．有效值與峰值判別法有效值：滾動軸承振動信號的有效值反映了振動的能量大小，當軸承產(chǎn)生異常后，其振動必然增大。因而可以用有效值作為軸承異常的判斷指標。峰值：有效值指標對具有瞬間沖擊振動的異常是不適用的。因為沖擊波峰的振幅大，并且持續(xù)時間短。用有效值來表示故障特征，其特征并不明顯，對于這種形態(tài)異常的故障特征，用峰值比有效值更適用。2．峰值系數(shù)法所謂峰值系數(shù)，是指峰值與有效值之比。用峰值系數(shù)進行診斷的最大特點，是由于它的值不受軸承尺寸、轉(zhuǎn)速及負荷的影響。正常時，滾動軸承的峰值系數(shù)約為5，當軸承有故障時，可達到幾十。軸承正常、異常的判定可以很方便判別。另外，峰值系數(shù)不受振動信號的絕對水平所左右。測量系統(tǒng)的靈敏度即使變動，對示值也不會產(chǎn)生多大影響。3．峭度指標法峭度指標Cq反映振動信號中的沖擊特征。峭度指標Cq ： ………………………….（61）　　峭度指標Cq對信號中的沖擊特征很敏感，正常情況下其值應該在3左右，如果這個值接近4或超過4，則說明機械的運動狀況中存在沖擊性振動。當絲杠出現(xiàn)初期故障時，有效值變化不大，但峭度指標值已經(jīng)明顯增加，達到數(shù)十甚至上百，非常明顯。它的優(yōu)勢在于能提供早期的故障預報。當滾動絲杠故障進入晚期，由于剝落斑點充滿整個滾道，峭度指標反而下降。也就是對晚期故障不適應。 信號提取與分析故障原始信號的采集：圖65 故障原始信號故障信號傅里葉變換：圖66 故障信號傅里葉變換正常原始信號的采集：圖67 正常原始信號正常信號傅里葉變換：圖68 正常信號傅里葉變換信號數(shù)據(jù)處理：求有效值：………………………………（62）其中N為采集信號的個數(shù)求峰值指標：………………………………………（63）其中為信號峰值。為了提高峰值指標的穩(wěn)定性，在信號樣本的總長中，找出絕對值最大的10個數(shù)，用10個數(shù)的算數(shù)平均值作為峰值。求峭度指標：……………………（64）各項參數(shù)比較圖：圖69 有效值比較圖610 峰值比較圖611 峭度值比較信號各項參數(shù)：故障信號正常信號有 效 值峰值指標峭度指標現(xiàn)代的故障診斷系統(tǒng)是一個操作簡單、功能齊全的面向?qū)ο髾C械狀態(tài)振動監(jiān)測與故障診斷系統(tǒng)，實現(xiàn)了對振動信號進行采集、分析，對設備進行狀態(tài)監(jiān)測及故障診斷等功能。 避免了傳統(tǒng)儀器的功能固定、技術更新周期長、開發(fā)與維護費用高等缺點；同時，各種功能都采用模塊化的思路完成，為今后對系統(tǒng)功能的擴充提供了方便。展望：設備故障診斷技術與當代前沿科學的融合是設備故障診斷技術的發(fā)展方向。當今故障診斷技術的發(fā)展趨勢是傳感器的精密化、多維化，診斷理論、診斷模型的多元化，診斷技術的智能化，具體來說表現(xiàn)在如下方面：(1) 與當代最新傳感技術尤其是激光測試技術的融合。近年來，激光技術已從軍事、醫(yī)療。機械加工等領域深入發(fā)展到振動測量和設備故障診斷中，并且己經(jīng)成功應用于旋轉(zhuǎn)機械對中等方面。(2) 與最新信號處理方法相融合。隨著新的信號處理方法在設各故障診斷領域中的應用，傳統(tǒng)的基于快速傅里葉變換的信號分析技術有了新的突破性進展。(3) 與非線性原理和方法的融合。機械設備在發(fā)生故障時，其行為往往表現(xiàn)為非線性特征。如旋轉(zhuǎn)機械的轉(zhuǎn)于在不平衡外力的作用下表現(xiàn)出的非線性振動。隨著混沌與分型幾何方法的日趨完善，這類問題畢將得到進一步解決。(4) 與多元傳感技術的融合?，F(xiàn)代化大生產(chǎn)要求對設備進行全方位、多角度的監(jiān)測與維護，以便對設備的運行狀態(tài)有整體的、全方面的了解。因此，在進行設備故障診斷時，可采川多個傳感器同時對設備的各個位置進行監(jiān)測，然后按照一定的方法對這些信息進行處理，如人工神經(jīng)網(wǎng)絡方法。(5) 與現(xiàn)代智能方法的融合?，F(xiàn)代智能技術包括專家系統(tǒng)、模糊邏輯、神經(jīng)網(wǎng)絡、進化計算等?，F(xiàn)代智能方法在設備故障診斷技術中己得到了廣泛的應用，隨著智能科技的不斷發(fā)展，設備狀態(tài)的智能監(jiān)測和故障診斷將是故障診斷技術的最終目標。總結(jié) 大學四年即將結(jié)束，作為機械設計制造及其自動化的學生，在學校的精心教導下，我學到了許多專業(yè)知識。其中包括機械原理、機電驅(qū)動技術、機電一體化技術、機械故障診斷技術等。本學期是我收獲頗多的一個學期，在Intel實習的兩個月里，通過運用在學校學到的專業(yè)知識和公司的培訓，我將理論和實踐結(jié)合，達到了公司對我們的預期要求。我在公司主要培訓對日本Hirata公司的LUL進行預防性維護和故障診斷。寫論文的過程中，在學到很多東西的同時也遇到了很多困難。首先，高水平的英語要求對我來說是一個很大的突破，尤其是英語在專業(yè)方面的難度體現(xiàn)得淋漓盡致。培訓的資料和設備的控制界面均為英文，公司要求兩天之內(nèi)看完一本100多頁的資料在給自己極大壓力的同時，也給了我無限的動力。通過查詢和請教同事，我慢慢克服了這方面的困難。其次，現(xiàn)代化設備的先進程度也著實讓我震驚。繁瑣的傳感器和復雜的驅(qū)動裝置幾乎讓從未接觸過這些先進設備的我窒息，但是有學校教給我的專業(yè)基礎知識作后盾，再加上公司安排的理論培訓和上線操作，一個個難題都在不知不覺中迎刃而解。 通過兩個月的實習，我在很多方面都有很大的進步。對自己以后工作所涉及到的設備LUL從設備結(jié)構到傳感器功能再到工作流程有了一個系統(tǒng)的認識。當然，這一切的努力都是為機械的故障診斷做好基礎工作。只有對設備的每一個部件及其功能有足夠的認識，才可以在最短的時間內(nèi)對設備出現(xiàn)的錯誤與故障做出最快最準確的診斷，為公司創(chuàng)造最大的經(jīng)濟效益，同時也為我國起步很晚的機械故障診斷技術貢獻自己的一份薄力。致謝致謝天下沒有不散的宴席，雖然大四的生活多半時間還是呆在學校里，但是論文致謝語寫就的那一刻也真正標志著我與這所學校就此別離了，沒有傷感，更多的是遺憾，但是總歸不如意事十有八九，過去的不能挽回，人應該大膽向前看，所以這段文字應該像它的標題一樣充滿感恩和致謝，感謝四年來在我的成長道路上扶持過我，指點過我的人。這篇論文所涉及的議題是和我的指導老師交流后定下的，在前期的實習積累經(jīng)驗，到中期的修改和討論，及最后的反復斟酌，我希望能盡自己最大的努力，寫出一篇具有現(xiàn)實意義的論文。但是在具體實施的過程中，我還是遇到了相當多當初沒有預料的困難，也曾經(jīng)令我迷茫和彷徨，但是總歸是自己盡力完成的著作，注入了自己最大的心血。論文得以順利完成，要感謝的人實在太多了。首先要衷心地感謝我的指導老師邱老師，您嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度，開闊的思維，循循善誘的指導一直給我很大的幫助。當我對論文的思路感到迷茫時，在您和系上領導的幫助下，我論文的課題改為公司實習的內(nèi)容，不僅讓我鞏固了實習期間學到的內(nèi)容，也讓我的畢業(yè)論文更有實際意義。在論文的不斷修改中，我也努力做到及時積極地跟邱老師交流，因為我覺得這樣可以使得我的論文更加完善。在這里還要深深的對您說上一句抱歉，因為我的懶散和懈怠，令您費盡苦心并且?guī)捉?。論文的最終完成，也是一波三折。在不斷完善和修改的過程中，也讓我更加懂得“一分耕耘才有一分收獲”的道理。再次對您表示感謝，師恩偉大，無以回報。然后還要感謝所有在大學期間傳授我知識的老師，每一位老師的悉心教導都是我完成這篇論文的基礎。沒有這些專業(yè)知識武裝我，我的實習任務和論文都不可能如此順利的完成。當然還有我的朋友與公司同事，在遇到困難的時候，都毫不猶豫的向我伸出援助之手。你們熱心幫助和悉心教導讓我有更大的勇氣在坎坷的道路上前進。最后要感謝的是我的父母和家人，我永遠都不會忘記你們的良苦用心和一如既往的支持與鼓勵。四年來，快樂的事情因為有你們的分享而更快樂，失意的日子因為有你們的關懷能忘卻傷痛，堅強前行。無論我成功與否，你們總以鼓勵的言語告訴我很棒，謝謝你們，我會繼續(xù)努力?，F(xiàn)在的自己已經(jīng)不再是剛進大學時的那個小男生了，四年的磨礪讓我的肩頭多了一份責任和承擔，已經(jīng)踏入社會開始工作的我，面臨的抉擇和困難也非常之多，但是不管前途多么的未知和艱難，我會毫無畏懼地前行，因為機會是留給勇敢的挑戰(zhàn)者。參考文獻參考文獻[1] 張健 . 機械故障診斷技術 [M] . 北京：機械工業(yè)出版社，2008.[2] 沈標正 . 機電故障診斷技術 [M] . 北京：機械工業(yè)出版社，2001[3] 王江平 . 機械設備故障診斷技術及運用 [M] . 西安：西北工業(yè)大學出版社，2001[4] 王淑芳 . 機電驅(qū)動技術 [M] . 北京：科學出版社，2008[5] 孫桓，陳作模，葛文杰 . 機械原理 [M] . 北京：高等教育出版社，2006[6] 劉杰 . 機電一體化技術基礎與產(chǎn)品設計 [M] . 北京：冶金工業(yè)出版社，2010外文資料原文外文資料原文EXTENDING BEARING LIFEBearings fail for a number of reasons，but the most mon are misapplication，contamination，improper lubricant，shipping or handling damage，and misalignment. The problem is often not difficult to diagnose because a failed bearing usually leaves telltale signs about what went wrong．However，while a postmortem yields good information，it is better to avoid the process altogether by specifying the bearing