基于嵌入式的軸承故障檢測系統設計.pdf

1、滾動軸承作為旋轉機械中關鍵零部件之一，其工作狀況將直接影響機械設備的運行狀態(tài)。因此，對滾動軸承進行實時監(jiān)測，能夠及早準確地識別故障萌芽與發(fā)展趨勢，對保障設備安全運行、減少或避免重大安全事故發(fā)生具有十分重要的意義。滾動軸承在故障初期一般會產生高頻噪聲信號，本課題以此高頻噪聲信號為研究對象，設計了一種基于嵌入式的軸承故障檢測系統，用于檢測軸承運行狀態(tài)。
　　本檢測系統包括硬件電路設計和軟件程序設計兩部分。其中，硬件電路部分主要是高頻噪

2、聲信號的采集和信號預處理過程，主要經過差分放大電路、帶通濾波電路、載波調制電路、包絡檢波電路完成信號調理，繼而由控制芯片STM32F103VET6的內置ADC轉換模塊將模擬信號轉換為數字信號。軟件程序設計使用Keil MDK編譯環(huán)境，完成信號的選擇顯示和存儲等功能。嵌入式軸承檢測設備具體功能為，通過調整合適的采樣頻率，在液晶屏上可選擇的顯示實時波形圖和直方圖，并計算相應的時域指標包括有效值、偏斜度、峭度值、失效特征值；一旦某一項或幾項時

3、域指標超出預設閥值時，系統將自動保存數據并進入頻譜分析模式，將頻譜圖的峰值頻率值作為切片頻率進行循環(huán)雙譜分析，提取滾動軸承的故障特征頻率，為設備維護做出相應的準備工作。
　　最后，本文利用美國凱斯西儲大學軸承實驗中心的數據和現場實驗采集的數據進行驗證檢測設備的可行性。實驗結果顯示，利用循環(huán)雙譜的峰值頻率切片法可有效抑制高斯噪聲、提取滾動軸承的特征頻率；本文提出的基于變權直方圖累積誤差的失效特征值與軸承失效程度呈正相關，比常用的時域