试析数控机床滚动轴承与齿轮的振动机理及故障诊断技术

试析数控机床滚动轴承与齿轮的振动机理及故障诊断技术

刘学

瓦房店轴承集团有限责任公司     辽宁大连     116300

摘要：机床滚动轴承和齿轮的振动问题是当前工业领域研究的热点，也是机械故障诊断技术中的关键问题。滚动轴承和齿轮的振动问题会造成机床生产效率低下，导致产品质量下降。目前，机械故障诊断技术正朝着智能化、网络化方向发展。本文就以数控机床滚动轴承与齿轮为研究对象，通过对滚动轴承和齿轮振动机理及故障诊断技术进行深入研究，提出了滚动轴承与齿轮振动机理及故障诊断技术。本文首先简要介绍了机械故障诊断技术的基本原理，分析了机床滚动轴承与齿轮的振动机理及故障诊断技术研究现状，提出了机械故障诊断技术的发展方向和展望，以期能够为相关人员提供参考意见和建议，促进我国机械工业的发展。

关键词：数控机床；滚动轴承；齿轮的振动机理；故障诊断；技术

机械故障诊断是指根据监测到的信息对机械系统进行故障的判断，并提出相应的维修和改进措施，以保证机械设备的正常运行，提高其工作效率。当前，机械故障诊断技术主要分为状态监测和故障诊断两个方面，其中状态监测是指通过对设备运行状态的实时监测，确定设备是否处于正常运行状态；而故障诊断则是通过对设备运行状态进行分析、判断和诊断，及时发现设备中存在的故障，并采取有效措施进行修复。随着我国机械工业的不断发展，机械故障诊断技术也取得了长足的进步。通过对机械故障诊断技术的研究和分析，能够有效提高我国工业水平，促进我国机械工业的发展。因此，研究机械故障诊断技术具有十分重要的意义。

1.机械故障诊断技术的基本原理

机械故障诊断技术是对机械设备运行状态的监测、分析和判断，并以此为依据，诊断出机械设备存在的故障，从而确保设备运行安全，防止事故发生。机械故障诊断技术的基本原理是：通过对机械设备运行状态进行监测、分析和判断，确定设备是否发生故障，以及故障发生的类型和部位。根据这一基本原理，机械故障诊断技术可以分为状态监测、故障诊断和维修三个部分。在实际工作中，对机械设备进行状态监测是进行故障诊断的前提和基础。如果没有对设备运行状态进行有效监测，就无法准确判断出是否有发生故障的可能。因此，在日常工作中，应加强对设备运行状态的监测。在实际工作中，对机械设备进行故障诊断是利用各种技术手段、方法、手段以及信息进行诊断。在实际工作中，应根据机械设备的不同类型、不同运行环境、不同使用对象以及不同类型的信息进行综合分析，然后判断出故障的类型和部位。在具体的故障诊断过程中，需要根据现场实际情况和分析结果制定出科学合理的诊断方案。

2.滚动轴承和齿轮振动机理

滚动轴承的振动机理主要有三种，分别是热效应、弹性和振动响应。由于滚动轴承的结构特点，在受到外部载荷作用时，滚动轴承的表面会出现热膨胀效应，由于热胀冷缩的现象会导致滚动轴承内部出现弹性变形，如果不及时对内部变形进行修复，就会导致滚动轴承发生共振。此外，滚动轴承还会受到齿轮传动的影响，齿轮在高速旋转时会产生冲击载荷，当冲击载荷超过一定数值时就会导致齿轮的振动问题。而在实际运行过程中，由于齿轮振动所产生的噪声是非常大的，很容易影响到周围设备的运行安全。因此，在机床运行过程中对滚动轴承和齿轮进行振动诊断是十分必要的。目前常用的振动诊断方法主要包括时域分析法、频域分析法和统计能量分析法等。

3.机械故障诊断技术研究现状

目前，机械故障诊断技术的研究主要集中在以下几个方面：首先，要研究滚动轴承和齿轮的振动机理，为机械故障诊断技术提供理论基础；其次，要建立故障诊断系统，实现对机械设备运行状况的实时监控；再次，要建立振动信号的采集系统和监测系统，实现对滚动轴承和齿轮运行状况的实时监控；最后，要采用人工智能技术对滚动轴承和齿轮进行故障诊断。随着科学技术的不断进步和发展，机械故障诊断技术也在不断发展。目前，国内外许多学者对机械故障诊断技术进行了深入研究，取得了较好的成果。例如：杨金平等人通过对 HHT分析方法进行改进，并提出了一种新的时频特征提取方法，实现了对机械设备运行状况的实时监测。

4.常用的机械故障诊断方法

机械故障诊断方法可以分为经验分析法、物理检测法、综合分析法四种。其中经验分析法主要是通过对故障现象的观察来进行故障诊断；理论分析法是利用理论知识来进行故障诊断；物理检测法是通过对设备进行直接检查，从而发现故障；综合分析法是根据不同的故障特征进行综合诊断，从而确定故障。目前，机械设备的状态监测与诊断方法主要有：振动监测、温度监测、声发射监测、光学监测、声表面波监测、磁粉检测和液体检测等。通过对振动信号的分析，能够对机械设备的运行状态进行有效地判断，从而实现对设备故障的预防和维修。而振动信号主要包括有低频振动信号、高频振动信号和脉冲波信号等，通过对这些信号进行分析，能够确定机械设备的运行状态。

5.机械故障诊断技术的发展方向与展望

机械故障诊断技术是一门综合性很强的技术，涉及到很多学科领域，而随着现代科技的不断发展，机械故障诊断技术也在不断完善和改进。通过对现有技术的总结和分析，我们可以发现，机械故障诊断技术还有很多问题需要解决。首先，机械故障诊断技术中存在许多难以解决的问题，如小样本、非线性、不确定性等。其次，机械故障诊断技术中的数据获取还存在一定的困难，如传感器信号获取不准确等。最后，目前机械故障诊断技术主要是针对单一设备进行故障诊断研究，但在实际生产中有多种设备同时运行的情况，如果不能及时发现问题并进行处理会造成严重后果。因此我们应该加强对多源数据采集和分析技术的研究，为机械故障诊断提供准确有效的信息。

结束语：

  综上所述，在故障诊断技术方面，常用的方法有振动信号分析、声学信号分析、温度检测等。其中，振动信号分析是应用最为广泛的方法之一，可以通过振动信号的频率、振幅、相位等特征参数，确定轴承和齿轮的故障类型和程度。同时，建立合理的故障诊断模型，进一步提高故障诊断的准确性和效率，能够在最短的时间内找到机床故障的根本原因，为后续的维修和保养提供指导。

参考文献：

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