一種階梯軸零件的數(shù)控加工

一種階梯軸零件的數(shù)控加工,一種,階梯,零件,數(shù)控,加工 本科畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))開題報(bào)告 論 學(xué) 文 題 目：基于 LabVIEW 的輸油泵狀態(tài) 監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研究 院： 機(jī)械工程學(xué)院 年 1 月 6 日填 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）開題報(bào)告要求 開題報(bào)告既是規(guī)范本科生畢業(yè)論文工作的重要環(huán)節(jié)，又是完成高質(zhì)量畢業(yè)論文 （設(shè)計(jì)）的有效保證。為了使這項(xiàng)工作規(guī)范化和制度化，特制定本要求。一、選題依據(jù) 1. 論文（設(shè)計(jì)）題目及研究領(lǐng)域； 2. 論文（設(shè)計(jì)）工作的理論意義和應(yīng)用價(jià)值； 3. 目前研究的概況和發(fā)展趨勢(shì)。二、論文（設(shè)計(jì)）研究的內(nèi)容1.重點(diǎn)解決的問題； 2. 擬開展研究的幾個(gè)主要方面（論文寫作大綱或設(shè)計(jì)思路）； 3. 本論文（設(shè)計(jì)）預(yù)期取得的成果。三、論文（設(shè)計(jì)）工作安排 1. 擬采用的主要研究方法（技術(shù)路線或設(shè)計(jì)參數(shù)）； 2. 論文（設(shè)計(jì)）進(jìn)度計(jì)劃。四、文獻(xiàn)查閱及文獻(xiàn)綜述 學(xué)生應(yīng)根據(jù)所在學(xué)院及指導(dǎo)教師的要求閱讀一定量的文獻(xiàn)資料，并在此基礎(chǔ)上通過分析、研究、綜合，形成文獻(xiàn)綜述。必要時(shí)應(yīng)在調(diào)研、實(shí)驗(yàn)或?qū)嵙?xí)的基礎(chǔ)上遞交相關(guān)的報(bào)告。綜述或報(bào)告作為開題報(bào)告的一部分附在后面，要求思路清晰，文理通順， 較全面地反映出本課題的研究背景或前期工作基礎(chǔ)。 五、其他要求 1. 開題報(bào)告應(yīng)在畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）工作開始后的前四周內(nèi)完成； 2. 開題報(bào)告必須經(jīng)學(xué)院教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)審查通過； 3. 開題報(bào)告不合格或沒有做開題報(bào)告的學(xué)生，須重做或補(bǔ)做合格后，方能繼續(xù)論文（設(shè)計(jì)）工作，否則不允許參加答辯； 4. 開題報(bào)告通過后，原則上不允許更換論文題目或指導(dǎo)教師； 5. 開題報(bào)告的內(nèi)容，要求打印并裝訂成冊(cè)（部分專業(yè)可根據(jù)需要手寫在統(tǒng)一紙張上，但封面需按統(tǒng)一格式打?。? 一、選題依據(jù) 1. 論文（設(shè)計(jì)）題目 基于 LabVIEW 的輸油泵監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研究 2. 研究領(lǐng)域 主要研究的領(lǐng)域是測(cè)控系統(tǒng)，工業(yè)檢測(cè)，數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)分析，儀器儀表等各個(gè)領(lǐng)域。 3. 論文（設(shè)計(jì)）工作的理論意義和應(yīng)用價(jià)值 隨著制造工藝水平的提高 ，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展 ，以及我國大型基礎(chǔ)建設(shè)項(xiàng)目的日益增多,大型機(jī)泵的應(yīng)用已經(jīng)越來越廣泛．特別是石油工業(yè),隨著長(zhǎng)距離輸油管道建設(shè)項(xiàng)目的增多，無論是原油管道還是成品油管道項(xiàng)目中，無一例外 的都要用到大型的電動(dòng)機(jī)和輸油泵,而僅僅依賴于傳統(tǒng)的定期維修保養(yǎng)很 難發(fā)現(xiàn)設(shè)備的潛在故障[1]。傳統(tǒng)的監(jiān)測(cè)方式存在以下問題：首先泵房和電機(jī)房噪聲較大，溫度高，人工巡檢時(shí)工作環(huán)境非常惡劣。其次巡檢的工作方式不能及時(shí)準(zhǔn)確的發(fā)現(xiàn)設(shè)備的故障，另一方面則對(duì)無故障機(jī)組停機(jī)檢修，造成維護(hù)成本上升[2]。如果無法達(dá)到預(yù)防為主的目的，潛在的故障如果沒有做好及時(shí)有效的處理 ，很容易導(dǎo)致設(shè)備故障的發(fā)生，嚴(yán)重影響正常生產(chǎn)．要真正做到預(yù)防為主， 對(duì)關(guān)鍵設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測(cè)和故障分析是非常有必要的[3]。 輸油泵機(jī)組是原油傳輸過程中非常重要的設(shè)備，由于泵機(jī)組均為高壓（AC6000V）， 高轉(zhuǎn)速（2000~3000r/min）的機(jī)械設(shè)備，且原油管道輸送具有的不可間斷性，如何及時(shí)，有效，準(zhǔn)確地對(duì)輸油泵機(jī)組進(jìn)行運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)，實(shí)時(shí)反應(yīng)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，并且對(duì)有故障或者潛在故障地設(shè)備進(jìn)行科學(xué)分析，實(shí)施預(yù)防措施已成為企業(yè)生產(chǎn)的必然要求 [4]。而且輸油泵機(jī)組能否安全穩(wěn)定的運(yùn)行直接關(guān)系著整個(gè)石油生產(chǎn)加工行業(yè)，能否安 全穩(wěn)定的運(yùn)行，還直接影響著石油企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。輸油累機(jī)組在在長(zhǎng)期運(yùn)行的工程中難免會(huì)出現(xiàn)故障，一些比較常見的故障，比如輸油系機(jī)組的軸承故障和轉(zhuǎn)軸故障， 以及轉(zhuǎn)子的不平衡不對(duì)中所引起的故障。隨著石油化工產(chǎn)業(yè)的自動(dòng)化程度越來越高以及各個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的聯(lián)系越來越緊密，一旦在輸油過程中發(fā)生設(shè)備故障，就會(huì)嚴(yán)重威脅到石油加工相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，因此會(huì)造成難以預(yù)料的損失。長(zhǎng)期以來石油運(yùn)輸企業(yè)一直以定期檢修的方式來對(duì)輸油累機(jī)組進(jìn)行維護(hù)和保養(yǎng)[5]。但是采用這種定期檢修的方法弊端很多，在定期檢修的過程中對(duì)輸油累的停輸是不可避免的，而停輸輸油累會(huì)造成重大的經(jīng)濟(jì)損失。因此在輸油泉日常運(yùn)行的過程中，采用現(xiàn)代化的監(jiān)測(cè)和檢測(cè)技術(shù)對(duì)輸油親機(jī)組進(jìn)行故障診斷，從而及時(shí)有效的發(fā)現(xiàn)輸油累機(jī)組運(yùn)行的潛在故障特 征，避免輸油聚機(jī)組突發(fā)事故造成重大損失，這項(xiàng)工作對(duì)于石油儲(chǔ)運(yùn)行業(yè)就具有了非常重要的意義[6]。 4. 目前研究的概況和發(fā)展趨勢(shì) 國內(nèi)對(duì)泵的工況監(jiān)測(cè)與故障診斷的研究起步較晚，是從上世紀(jì) 80 年代開始的。 但從 1985 年以后，由于中國設(shè)備管理協(xié)會(huì)設(shè)備診斷委員會(huì)，中國振動(dòng)工程學(xué)會(huì)機(jī)械故障診斷分會(huì)和中國機(jī)械工程學(xué)會(huì)設(shè)備維修分會(huì)等機(jī)構(gòu)的大力推動(dòng)，全國多次召開了全國性的故障診斷學(xué)術(shù)會(huì)議，極大的推動(dòng)了我國故障診斷技術(shù)的發(fā)展，使得國內(nèi)先后產(chǎn)生了許多十分有價(jià)值的研究成果[7]。其中較為突出的是航天航空部于 1984 年開發(fā)成功的基于共振解調(diào)原理的 JK8241 輸油泵分析儀，此診斷系統(tǒng)成功地做到了對(duì)輸油泵不解體故障診斷[8]。 泵診斷技術(shù)在國內(nèi)研究方向也主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：一、對(duì)設(shè)備狀態(tài)特征信號(hào)的檢測(cè)，二、對(duì)檢測(cè)到的特征信號(hào)進(jìn)行提取，獲取特征值[9]。 國外在泵故障診斷技術(shù)中發(fā)展的比較早，始于上個(gè)世紀(jì) 60 年代，距今已有 50 多年的歷史。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，泵的故障診斷技術(shù)也在日新月異。在歐美日等發(fā)達(dá)工業(yè)國家，泵的狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷技術(shù)已經(jīng)形成一種流行，并漸漸商品化和實(shí)用化。下面介紹國外對(duì)泵故障診斷系統(tǒng)的發(fā)展研究的概況。 第一階段：利用頻譜分析儀來診斷泵故障[10]。在這個(gè)階段，對(duì)于泵故障診斷多采用快速傅里葉變換的方法，通過對(duì)振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行頻譜分析，得出的結(jié)果與實(shí)際相比較來對(duì)故障進(jìn)行判斷，因此，各種常用的頻譜儀的發(fā)明紛紛問世，一時(shí)間通過頻譜儀檢測(cè)油泵振動(dòng)信號(hào)成為了這一階段的主要研究手段[11]。但這種方法存在著許多的弊端。比如說，當(dāng)傳感器采集到振動(dòng)信號(hào)經(jīng)過放大傳送給頻譜儀進(jìn)行分析時(shí)，由于實(shí)際信號(hào)中常常混有噪音，因此信號(hào)特征表現(xiàn)并不明顯，或者在分析中找不到故障信號(hào)，這在對(duì)微小故障引起的振動(dòng)信號(hào)很難預(yù)測(cè)。 第二階段：利用沖擊脈沖技術(shù)診斷泵故障。這個(gè)階段對(duì)于泵故障診斷技術(shù)有了較大的提高和進(jìn)步，主要方法為通過使用沖擊脈沖計(jì)對(duì)泵軸承表面進(jìn)行沖擊脈沖幅值測(cè)量[12]。經(jīng)瑞典儀器公司多年在泵故障診斷領(lǐng)域的研究發(fā)現(xiàn)，這種測(cè)量方法在對(duì)軸承測(cè)得到的特征值可以很好地評(píng)價(jià)泵軸承損傷程度。相比較使用頻譜分析儀的方法，這種方法不需要進(jìn)行頻譜分析，并且可以有效地檢測(cè)出泵軸承出現(xiàn)的損傷故障，因此，這種技術(shù)一經(jīng)發(fā)明便被歐美日等工業(yè)發(fā)達(dá)國家所采用。隨著這一項(xiàng)技術(shù)的不斷進(jìn)步和研發(fā)，產(chǎn)品也在不斷更新，如今 SPM 不僅可以監(jiān)測(cè)軸承損傷故障，也應(yīng)用到對(duì)油膜潤(rùn) 滑及厚度的測(cè)量使用中[13] 。 SPM 技術(shù)至今已有 50 多年的歷史，但不少企業(yè)工廠對(duì)軸承的檢測(cè)仍然采用這種技術(shù)。 第三階段：利用共振解調(diào)技術(shù)診斷軸承故障。共振解調(diào)技術(shù)出現(xiàn)于 1974 年，由美國波音公司的 D.R.Harting 所發(fā)明。由于共振解調(diào)技術(shù)在對(duì)信號(hào)的分離和提取上的特殊作用，因此，對(duì)于故障信號(hào)的檢測(cè)具有很好的效果。通過包絡(luò)頻譜分析出的結(jié)果， 判斷故障發(fā)生的具體部位，這對(duì)泵軸承損傷類故障診斷具有很好的效果，在故障診斷技術(shù)中得到了很好的應(yīng)用。共振解調(diào)技術(shù)與 SPM 相比，相當(dāng)于在 SPM 的基礎(chǔ)上更進(jìn)一步，不僅可以檢測(cè)出故障信息，更能具體定位出故障源，對(duì)于泵軸承損傷檢測(cè)屬于精密診斷方法[14]。 第四階段：利用計(jì)算機(jī)開發(fā)狀態(tài)監(jiān)測(cè)于故障診斷系統(tǒng)[15]。隨著科技的發(fā)展，尤其是計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的日新月異，20 世紀(jì) 80 年代以后，利用計(jì)算機(jī)開發(fā)出泵監(jiān)測(cè)與故障診斷系統(tǒng)已經(jīng)成為當(dāng)時(shí)的主流方向。比較著名的有德國 Mannheim 電子廠于 1885 年使用的瑞士 SULZER 泵公司開發(fā)的 SUDIS 系統(tǒng)，應(yīng)用在鍋爐給水泵組的運(yùn)行狀況監(jiān)測(cè)和故障診斷上。其系統(tǒng)包含參數(shù)監(jiān)測(cè)，長(zhǎng)期數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，數(shù)據(jù)通訊，故障診斷和維修計(jì)劃等模塊。1992 年，自動(dòng)式振動(dòng)咨詢系統(tǒng) EOPLORE-EX 誕生，該系統(tǒng)由美國電力研究所與恩泰克科學(xué)公司，以及美國以專門從事振動(dòng)咨詢的斯韋公司聯(lián)合推出。該系統(tǒng)采用三級(jí)推理，可診斷泵的內(nèi)部摩擦，不對(duì)中，，不平衡和共振等故障。如美國的本特利·內(nèi)達(dá)華公司開發(fā)的工程師幫助軟件，鍋爐泵診斷系統(tǒng)，可以檢測(cè)出給水泵和往復(fù)式泵是否出現(xiàn)旋轉(zhuǎn)部件松動(dòng)，轉(zhuǎn)子彎曲等現(xiàn)象及泵的摩擦程度，軸裂紋和由油膜導(dǎo)致的泵的故障。 二、論文（設(shè)計(jì)）研究的內(nèi)容 1. 重點(diǎn)解決的問題 1 輸油泵的結(jié)構(gòu)，工作原理及性能參數(shù)。2、LabVIEW 軟件編程技術(shù) 3、輸油泵狀態(tài)監(jiān)測(cè)硬件系統(tǒng)的構(gòu)成。 4、輸油泵狀態(tài)監(jiān)測(cè)軟件系統(tǒng)的研發(fā)。 2. 擬開展研究的幾個(gè)主要方面（論文寫作大綱或設(shè)計(jì)思路） (1) 輸油泵結(jié)構(gòu)原理研究： 輸油泵的結(jié)構(gòu) 輸油泵的工作原理輸油泵的性能參數(shù) (2) 輸油泵狀態(tài)監(jiān)測(cè)硬件系統(tǒng)的搭建。系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 輸油泵硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)硬件系統(tǒng)的選型 (3) 輸油泵信號(hào)分析技術(shù)時(shí)域分析技術(shù) 頻域分析技術(shù)小波分析技術(shù) (4) 運(yùn)用 LabVIEW 實(shí)現(xiàn)輸油泵狀態(tài)監(jiān)測(cè)軟件系統(tǒng)的研發(fā)軟件設(shè)計(jì)的原則與依據(jù) 系統(tǒng)軟件的開發(fā)平臺(tái)系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 軟件程序?qū)崿F(xiàn) 3. 本論文（設(shè)計(jì)）預(yù)期取得的成果 了解輸油泵的結(jié)構(gòu)，工作原理及性能參數(shù)，掌握 LabVIEW 軟件編程技術(shù)，完成輸油泵狀態(tài)監(jiān)測(cè)硬件系統(tǒng)的搭建，完成運(yùn)用 LabVIEW 實(shí)現(xiàn)輸油泵狀態(tài)監(jiān)測(cè)軟件系統(tǒng)的研發(fā)。 三、論文（設(shè)計(jì)）工作安排 1. 擬采用的主要研究方法（技術(shù)路線或設(shè)計(jì)參數(shù)）； 利用傳感器采集到輸油泵的振動(dòng)和溫度的原始信號(hào)，通過局域網(wǎng)送入到現(xiàn)場(chǎng)計(jì)算機(jī)，由計(jì)算機(jī)進(jìn)行信號(hào)分析和信號(hào)處理。這些原始信號(hào)經(jīng)過處理之后，利用計(jì)算的故障診斷軟件，進(jìn)行故障識(shí)別與診斷，找出故障原因和解決辦法。 1) 信號(hào)采集 選用壓電式傳感器和電阻式傳感器，測(cè)點(diǎn)分布，電機(jī)前后端軸承和泵前后端軸承， 電機(jī)定子。 2) 信號(hào)分析 u 時(shí)域分析 時(shí)域分析方法是通過信號(hào)的時(shí)間進(jìn)程記錄波形的變化發(fā)展情況，對(duì)信號(hào)組成和特征參量進(jìn)行分析。時(shí)域分析又可以包括幅域參數(shù)值分析和時(shí)域波形分析兩種。 u 頻域分析(1)幅值譜 幅值譜是表征每個(gè)頻率分量振動(dòng)幅值大小的頻譜圖。它是故障診斷中最常用、最直觀的分析手段，由幅值譜圖的變化規(guī)律及故障特征頻率即可診斷一般性故障類型。(2)功率譜 功率譜反映了隨機(jī)信號(hào)各頻率成份功率能量的分布情況，可以揭示信號(hào)中隱含的周期性及靠得很近的譜峰等有用信息，對(duì)于機(jī)械設(shè)備各種特征頻率的確定是對(duì)設(shè)備進(jìn)行故障診斷的基礎(chǔ)，當(dāng)機(jī)械設(shè)備發(fā)生故障時(shí);多般在某些特征頻率附近出現(xiàn)明顯的峰值，功率譜是反映各頻率成分能量分布的關(guān)系，更容易得到峰值出現(xiàn)位置處所對(duì)應(yīng)的頻率，與設(shè)備特征頻率進(jìn)行對(duì)比分析，便可得到設(shè)備的故障類型。 u 小波分析 對(duì)信號(hào)采樣后，可得到一個(gè)大的有限頻帶中的一個(gè)信號(hào)，對(duì)這個(gè)信號(hào)進(jìn)行小波多尺度分解，其實(shí)質(zhì)就是把采到的信號(hào)分解成兩個(gè)信號(hào)，即高頻部分和低頻部分，而低頻部分通常包含了信號(hào)的主要信息，高頻部分則常和噪音及擾動(dòng)聯(lián)系在一起，根據(jù)分析的需要，繼續(xù)對(duì)所得低頻部分進(jìn)行分解，得到更低頻和相對(duì)高頻的部分，具體分解層數(shù)可以根據(jù)實(shí)際情況而定。小波變換能準(zhǔn)確檢測(cè)出奇異點(diǎn)的存在和出現(xiàn)的具體位置。 2. 論文（設(shè)計(jì)）進(jìn)度計(jì)劃 第 1 周：查閱文獻(xiàn)，了解畢業(yè)設(shè)計(jì)題目的研究意義 第 2 周：查閱文獻(xiàn)，了解畢業(yè)設(shè)計(jì)題中相關(guān)內(nèi)容的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 第 3 周：閱讀文獻(xiàn)，掌握畢業(yè)設(shè)計(jì)的研究?jī)?nèi)容及技術(shù)路線 第 4 周：撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告，準(zhǔn)備開題報(bào)告答辯 第 5 周：掌握輸油泵的工作原理及常見故障 第 6 周：掌握輸油泵運(yùn)行參數(shù)的測(cè)試系統(tǒng)的硬件組成第 7 周：掌握 LabVIEW 編程技術(shù)，中期檢查 第 8 周：掌握 LabVIEW 編程技術(shù) 第 9 周：實(shí)現(xiàn)輸油泵測(cè)試系統(tǒng)的框架及功能模塊搭建第 10 周：實(shí)現(xiàn)輸油泵測(cè)試系統(tǒng)的 LabVIEW 編程 第 11 周：實(shí)現(xiàn)輸油泵測(cè)試系統(tǒng)的 LabVIEW 編程第 12 周：撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 13 周：撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 14 周：撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 15 周：完成畢業(yè)設(shè)計(jì)論文修改及答辯 ppt 第 16 周：畢業(yè)答辯 四、需要閱讀的參考文獻(xiàn) [1] 王洋. 基于虛擬儀器技術(shù)的輸油泵遠(yuǎn)程狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)[J]. 淮海工學(xué)院學(xué)報(bào):自然科學(xué)版, 2008, 17(3):18-21. 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[12] Design of the oil pump temperature monitoring system based on Internet of things 2014 IEEE Workshop on Advanced Research and Technology in Industry Applications (WARTIA) [13] 楊宇，于德介.基于 labVIEW 虛擬儀器平臺(tái)的測(cè)試系統(tǒng)開發(fā)[J]湖南大學(xué)，2002 [14]湯寶平，秦樹人，譚善文.虛擬式小波變換信號(hào)分析儀的設(shè)計(jì)及應(yīng)用[J]重慶大學(xué)2000 [15] Virtual Filter Design Based on LabVIEW Development Platform 2016 International Conference on Robots & Intelligent System (ICRIS) 附：文獻(xiàn)綜述或報(bào)告 文獻(xiàn)綜述 摘要 基于 LabVIEW 的輸油泵監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是利用計(jì)算機(jī)開發(fā)狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷系統(tǒng)[1]。在王洋的虛擬儀器研究中有詳細(xì)的論斷。本文針對(duì)油泵的機(jī)械故障進(jìn)行故障診斷，通過對(duì)振動(dòng)信號(hào)和溫度信號(hào)的分析，并以 LabVIEW 為工具，利用信號(hào)分析對(duì)輸油泵故障進(jìn)行診斷和監(jiān)測(cè)。本文通過用對(duì)信號(hào)的研究過程和軟硬件系統(tǒng)的搭建完成監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的構(gòu)建和診斷和監(jiān)測(cè)功能的實(shí)現(xiàn)。 關(guān)鍵詞：LabVIEW ，小波分析，趨勢(shì)分析，輸油泵監(jiān)測(cè)引言 隨著石油化工產(chǎn)業(yè)的自動(dòng)化程度越來越高以及各個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的聯(lián)系越來越緊密，一旦在輸油過程中發(fā)生設(shè)備故障，就會(huì)嚴(yán)重威脅到石油加工相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，因此會(huì)造成難以預(yù)料的損失[2]。而傳統(tǒng)的人工巡檢的監(jiān)測(cè)監(jiān)查方式由于弊端很多，因此需要一種實(shí)時(shí)性，準(zhǔn)確性和高效率的輸油泵監(jiān)測(cè)方式，因此開發(fā)一種在線監(jiān)測(cè)計(jì)算機(jī)輔助的輸油泵監(jiān)測(cè)系統(tǒng)有重要意義。 一、輸油泵結(jié)構(gòu)與原理 輸油泵結(jié)構(gòu)：主要由偏心輪、主泵、手泵、進(jìn)出油閥、油管、油箱等組成。 輸油泵工作原理：在噴油泵凸輪軸上的偏心輪通過滾動(dòng)輪和頂桿，向下壓活塞，這樣使吸入止回閥和增壓閥開啟，同時(shí)活塞彈簧被壓縮。當(dāng)偏心輪轉(zhuǎn)過滾輪后，彈簧的彈力使活塞上行，此時(shí)，止回閥和開啟，而另外兩個(gè)關(guān)閉。凸輪軸每轉(zhuǎn)一周，輸油泵輸油兩次。如果排出管路上油壓增高大于彈簧彈力時(shí)，則活塞便停留在輸油泵下部，待油壓降低后，繼續(xù)供油。 二、輸油泵常見故障及原因 u 滑動(dòng)軸承 滑動(dòng)軸承故障來源有三個(gè)方面：一個(gè)是磨料磨損，一個(gè)是疲勞磨損，另一個(gè)是黏著磨損。在季行建和湯寶平的研究中發(fā)現(xiàn)造成失效與磨損有幾方面原因，如相接處的兩個(gè)面之間空隙太大或太小，接觸面表面形成不規(guī)則的粗糙分布，機(jī)油以及保護(hù)膜的物理和化學(xué)特性[3]。 u 止推軸承： 1. 磨損 軸承的封裝不是密不透風(fēng)的，常伴隨污垢、沙塵的侵入，以至使保持架、軸承滾道、滾動(dòng)體等在表面發(fā)生磨損。 2. 疲勞 軸承表面形成變化的凹坑，然后逐漸延伸成片，最終造成滾道表面以及滾動(dòng)體產(chǎn)生剝落或脫皮。疲勞的產(chǎn)生有很多原因，一種是長(zhǎng)時(shí)間工作應(yīng)力所致，另一種是封裝粗糙沒有達(dá)到加工要求，進(jìn)而產(chǎn)生掉皮或腐蝕脫落[4]。 3. 斷裂 鍛造時(shí)的折疊、夾雜等缺陷，熱處理產(chǎn)生的裂紋或強(qiáng)大內(nèi)應(yīng)力、磨削裂紋，車削裂紋等都可能是最后斷裂的原因。 4. 腐蝕 潤(rùn)滑油在使用過程中不斷氧化，氧化作用的產(chǎn)物是酸性物質(zhì)，它們對(duì)軸承材料有腐蝕作用。此外，尚有一些特殊的腐蝕形式應(yīng)予以注意，如：氧對(duì)錫銻軸承合金的腐蝕、硫?qū)y和銅的軸瓦材料的腐蝕、水分對(duì)銅鉛合金的腐蝕等[5]。 5. 膠合 常發(fā)生在潤(rùn)滑不良、高溫、兩滾道表面不平行等情況下，在兩滾道表面不平、潤(rùn)滑不良、高溫的情況下，滾道和滾動(dòng)體表面因?yàn)檫^熱而局部融合在一起。 二，信號(hào)收集及分析方法 1 傳感器信號(hào)采集傳感器和測(cè)點(diǎn)分布 壓電式加速度傳感器和電阻式溫度傳感器。 四個(gè)振動(dòng)測(cè)點(diǎn)：電機(jī)前端軸承，電機(jī)后端軸承，泵前端軸承，泵后端軸承 五個(gè)溫度測(cè)點(diǎn)：電機(jī)前端軸承，電機(jī)后端軸承，泵前端軸承，泵后端軸承電機(jī)定子[6]。2 信號(hào)分析方法 （1） 時(shí)域分析 經(jīng)典時(shí)域分析方法是求解連續(xù)時(shí)間 LTI 系統(tǒng)的響應(yīng)的一種方法。經(jīng)典時(shí)域分析方法，是根據(jù)微分方程的理論求解動(dòng)態(tài)方程式，以得到系統(tǒng)的輸出響應(yīng)的函數(shù)表達(dá)式。輸油泵機(jī)組的故障往往首先表現(xiàn)為振動(dòng)信號(hào)的異常。對(duì)振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行相關(guān)時(shí)域分析可為輸油泵的故障診斷提供粗略的參考依據(jù)。常見的時(shí)域特征參數(shù)有均值，方差，分布密度，偏斜度，峰值，波形指標(biāo)等[7]。王新龍與季濤在各自的研究中表明，由時(shí)域的相關(guān)特征的信號(hào)研究是對(duì)監(jiān)測(cè)研究的基礎(chǔ)，是一種初步的信號(hào)處理方式。 （2） 頻域分析 振動(dòng)異常往往是輸油泵機(jī)組發(fā)生故障的一種外在表現(xiàn)形式，對(duì)振動(dòng)信號(hào)的分析和處理能為輸油泵機(jī)組的故障診斷提供重要參考[8]。而長(zhǎng)久以來的研究表明，輸油泵機(jī)組發(fā)生故障時(shí)的振動(dòng)信號(hào)具有非常明顯的頻率特征。這些頻率特征可以幫助我們準(zhǔn)確定位輸油泵機(jī)組的潛在故障。由傅里葉變換可以將時(shí)域信號(hào)轉(zhuǎn)換為頻域信號(hào)分析[9]。 （3） 小波分析：小波變換的概念是由法國從事石油信號(hào)處理的工程師 J.Morlet 在 1974 年首先提出的[10]，它與 Fourier 變換、視窗 Fourier 變換（Gabor 變換） 相比，這是一個(gè)時(shí)間和頻率的局網(wǎng)域變換，因而能有效的從信號(hào)中提取資訊，通過伸縮和平移等運(yùn)算功能對(duì)函數(shù)或信號(hào)進(jìn)行多尺度細(xì)化分析（Multiscale Analysis），解決了 Fourier 變換不能解決的許多困難問題，從而小波變化被譽(yù)為“數(shù)學(xué)顯微鏡”，它是調(diào)和分析發(fā)展史上里程碑式的進(jìn)展[11]。梁瑞年和湯寶平的對(duì)小波分析的研究中可以看出由小波分析，振動(dòng)信號(hào)可以利用小波變換的局部化特性，可以識(shí)別到信號(hào)的任意細(xì)節(jié)由此可以精確分析輸油泵產(chǎn)生的振動(dòng)信號(hào)， 從而精確分析故障[12]。 三，LabVIEW 在輸油泵監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的應(yīng)用 LabVIEW 是一種程序開發(fā)環(huán)境，類似于C 和 BASIC 開發(fā)環(huán)境，但 LabVIEW 與其它計(jì)算機(jī)語言的顯著區(qū)別是：其它計(jì)算機(jī)語言都是采用基于文本的語言產(chǎn)生代碼，而LabVIEW使用圖形化編程語言G 語言編寫程序，產(chǎn)生的程序是框圖的形式。像C 或BASIC 一樣，LabVIEW 也是通用的編程系統(tǒng)，有一個(gè)可完成任何編程任務(wù)的龐大的函數(shù)庫[13]。LabVIEW 的函數(shù)庫包括數(shù)據(jù)采集、GPIB、串口控制、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)顯示及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等等。LabVIEW 也有傳統(tǒng)的程序調(diào)試工具，如設(shè)置斷點(diǎn)、以動(dòng)畫形式顯示數(shù)據(jù)及其通過程序（子 VI）結(jié)果、單步執(zhí)行等等，便于程序的調(diào)試。通過 LabVIEW 可以實(shí)現(xiàn)信號(hào)的處理和仿真模擬，從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)構(gòu)建[14]。在王洋，梁瑞年及一些國外學(xué)者的研究論文中，LabVIEW 作為一種圖形化的平臺(tái)和工具，融合了信號(hào)分析方式和一些必要的硬件系統(tǒng)，將信號(hào)處理和系統(tǒng)仿真完美融合，創(chuàng)建出了可以實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)功能的軟硬件系統(tǒng)和實(shí)用的操作流程。 四，總結(jié) 基于 LabVIEW 虛擬儀器平臺(tái)的測(cè)試系統(tǒng),在以 PC 為核心的硬件平臺(tái)支持下，不僅可以通過軟件編程設(shè) 計(jì)來實(shí)現(xiàn)儀器的監(jiān)測(cè)功能，而且可通過不同監(jiān)測(cè)功 能的軟件模塊的組合來實(shí)現(xiàn)多種診斷監(jiān)測(cè)功能，真正實(shí)現(xiàn) 了 “軟件即儀器”[15]。 它充分發(fā)揮了現(xiàn) 代計(jì)算機(jī)的技術(shù)優(yōu) 勢(shì)和軟硬件資源，實(shí)現(xiàn)了測(cè)試系統(tǒng)的多功能和高度靈 活性，與傳統(tǒng)儀器相比， 它不僅價(jià)格低， 開發(fā)、 維護(hù)費(fèi)用 少， 而且技術(shù)更新周期短，可與計(jì)算機(jī)同步， 可用網(wǎng)絡(luò) 聯(lián)絡(luò)周邊各儀器?？梢灶A(yù)見，與計(jì)算機(jī)同步發(fā)展的虛 擬儀器技術(shù)前景十分光明， 基于計(jì)算機(jī)的全數(shù)字化測(cè) 量分析將是采集測(cè)試分析的未來。參考文獻(xiàn) [1] 王洋. 基于虛擬儀器技術(shù)的輸油泵遠(yuǎn)程狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)[J]. 淮海工學(xué)院學(xué)報(bào):自然科學(xué)版, 2008, 17(3):18-21. [2] 周見行, 李存兵, 季行建,等. 基于虛擬儀器技術(shù)輸油泵遠(yuǎn)程狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)[J]. 浙江工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào), 2009, 37(4):469-472. [3] 湯寶平, 李碧蓉, 文代剛,等. 輸油泵機(jī)組狀態(tài)監(jiān)測(cè)分析診斷系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J]. 重慶交通大學(xué)學(xué)報(bào)自然科學(xué)版, 1999, 18(3):115-120. [4] 徐聰, 湯寶平, 姚金寶. 輸油泵機(jī)組遠(yuǎn)程狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 重慶大學(xué)學(xué)報(bào), 2007, 30(7):30-33. [5] 梁瑞年, 郭麗芳, 石博強(qiáng),等. 基于虛擬儀器的輸油泵監(jiān)測(cè)與故障診斷系統(tǒng)[J]. 微計(jì)算機(jī)信息, 2005, 21(6):119-120. [6] 田壘, 劉軍輝, 孫向東,等. 狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷系統(tǒng)在輸油泵機(jī)組中的應(yīng)用[J]. 當(dāng)代化工, 2015(3):567-569. [7] 王新龍. 輸油泵故障診斷系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究[D]. 青島科技大學(xué), 2015. [8] 祖楠. 離心輸油泵在線狀態(tài)監(jiān)測(cè)及故障診斷系統(tǒng)[J]. 油氣田地面工程, 2010, 29(10):66-67. [9] Mine Pump Comprehensive Performance Testing System Based on LabVIEW 2009 International Conference on Measuring Technology and Mechatronics Automation [10] 季濤. 油泵安全監(jiān)測(cè)與故障診斷的研究[D]. 哈爾濱理工大學(xué), 2013. [11]梁瑞年. 輸油泵安全監(jiān)測(cè)與故障診斷系統(tǒng)研究[D]. 北京科技大學(xué), 2005. [12] Design of the oil pump temperature monitoring system based on Internet of things 2014 IEEE Workshop on Advanced Research and Technology in Industry Applications (WARTIA) [13] 楊宇，于德介.基于 LabVIEW 虛擬儀器平臺(tái)的測(cè)試系統(tǒng)開發(fā)[J]湖南大學(xué)，2002 [14]湯寶平，秦樹人，譚善文.虛擬式小波變換信號(hào)分析儀的設(shè)計(jì)及應(yīng)用[J]重慶大學(xué)2000 [15] Virtual Filter Design Based on LabVIEW Development Platform 2016 International Conference on Robots & Intelligent System (ICRIS) 審核意見 指導(dǎo)教師評(píng)閱意見(對(duì)選題情況、研究?jī)?nèi)容、工作安排、文獻(xiàn)綜述等方面進(jìn)行評(píng)閱) 此選題具有一定的理論研究意義及工程應(yīng)用價(jià)值，對(duì)于學(xué)生以后工作中的科研能力進(jìn)行鍛煉。閱讀參考文獻(xiàn)較為豐富，研究?jī)?nèi)容及技術(shù)路線清晰明確，開題報(bào)告書寫符合規(guī)范要求。同意開題。 簽字：陳建國 日期：2017-03-10 教研室主任意見 同意 簽字：賈衛(wèi)平 日期：2017-03-14 學(xué)院教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)意見 同意 簽字：賈衛(wèi)平 日期：2017-03-14 公章：機(jī)械工程學(xué)院