电机轴承异常数据采集与分析方法开题报告

 2020-02-10 10:02
1.目的及意义(含国内外的研究现状分析)


1.目的及意义

1.1、电机轴承数据采集与分析的方法发展史及研究现状

随着现代工业生产的发展,电动机在技术、食品和医药等多个自动生产线中随处可见,特别是现代工业,85%以上的企业都依赖感应电动机生产。稳步升高的使用率带来的的是电机故障的频发[1]。电机作为机械生产设备的动力来源,有着十分重要的地位,电机一旦发生故障,整台生产装置将会瘫痪,最后生产线将面临着减产甚至宕机停止生产的巨大损失[2]

同时,随着控制技术的稳步发展,在‘中国制造2025’计划对中国制造业发展的指导和引领下,科技创新必然成为制造工业发展的驱动力,工作报告中指出了,对于电机的可靠性、经济性要求又进一步提升了[3]。同时,随着智能制造的发展,电机的种类和功能也日益丰富。对于等高精度要求的制造装备来说,其内部使用的步进电机、伺服电机的工作性能直接影响着它们的加工精度。部分高段精密机械设备中的电机要求实现全生命周期的预测和管理。


图1.1 常见电动机结构

故障诊断的应用逐渐成为了电机管理和维修的关键环节,感应电动机故障诊断的研究已引起人们对感应电动机尤其是滚动轴承机械故障振动检测的重视,关注点更多的是故障形成的早期阶段点而不是故障已经发生的阶段[4]

感应电动机的主要故障可大致分为:轴承相关、定子相关、转子相关等,如图1.1为常见电机结构。其中,轴承作为电机的重要部件,其作用时承担电机高速运转时,支撑转子以及摩擦形式的转化和摩擦位置的转移。同时,轴承因为其结构性质、安装工艺要求高等特点,比较容易发生磨损和故障。据电机故障调查统计显示,40% 以上的电机机械故障案例与轴承有关[5]

1.2、国内外究现状

在20世纪中期,数字信号的应用催生了电机故障诊断技术的发展。计算机也逐渐运用到了电机故障监测和诊断装置中,到20世纪70年代末,电机故障监测与诊断装置已经进入了的历史新阶段。19世纪60年代美国的阿波罗计划、日本提出的“新干线轨”道交通计划,以及日本冬季奥林匹克体育场的建立,以及1970年英国提出的关于机械使用寿命和成本的建议,无一不是有力地促进了机械诊断技术的发展。在其他国家中,欧洲地区比较盛行的是算法理论的研究,而小型诊断装置的研发发展则在日本发展得比较成熟[6]

我国的的故障诊断应用技术的研究发展的比较晚,但经过30年的发展,也已经取得了一定的发展成果[7]。至今,我国自主研发出了多种电机故障诊断方法,并且开发研制处了多种故障诊断装置,在工业电机故障诊断中的应用已经十分普及,对于生产线的电机维护和生产管理起到了重大的作用[8]

对于电机的关键部件轴承来说,其广泛应用激发了许多监测其健康状况的技术的发展。

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