基于VB的滾動(dòng)軸承故障庫(kù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

朱亮亮，林素敏，史諾

（楊凌職業(yè)技術(shù)學(xué)院陜西楊凌712100）

滾動(dòng)軸承是重要的旋轉(zhuǎn)類零件，應(yīng)用于各類機(jī)械設(shè)備中，同時(shí)，它也是機(jī)械設(shè)備中最容易損壞的部件之一。統(tǒng)計(jì)顯示，滾動(dòng)軸承失效引起的故障是導(dǎo)致機(jī)械設(shè)備故障的主要因素。滾動(dòng)軸承故障將會(huì)造成企業(yè)停機(jī)停產(chǎn)，造成經(jīng)濟(jì)損失，更甚者可能導(dǎo)致機(jī)毀人亡的重大安全事故[1]。

滾動(dòng)軸承故障分析、診斷、維修，是機(jī)械設(shè)備故障診斷的重要組成部分，對(duì)軸承故障類型、原因、診斷進(jìn)行研究，能對(duì)軸承的運(yùn)轉(zhuǎn)情況進(jìn)行有效的檢測(cè)和預(yù)測(cè)，實(shí)現(xiàn)提前維護(hù)保養(yǎng)，減低機(jī)械設(shè)備的停機(jī)率和故障率，避免發(fā)生重大事故[2]。滾動(dòng)軸承類型眾多，品牌各異，對(duì)軸承故障特征的研究參差不齊，給軸承故障分析、診斷、維修帶來(lái)極大的挑戰(zhàn)和困難。將人機(jī)界面友好的VB和關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)Access有機(jī)結(jié)合，開(kāi)發(fā)出數(shù)據(jù)資源完善、查詢方便、安全可靠的滾動(dòng)軸承數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)滾動(dòng)軸承故障信息的存儲(chǔ)、調(diào)用、分析，有利于軸承故障的深入研究，推動(dòng)軸承設(shè)計(jì)方面的改革和創(chuàng)新[3]。

1 滾動(dòng)軸承常見(jiàn)故障類型分析

1.1 滾動(dòng)軸承的故障類型及產(chǎn)生原因

1）滾動(dòng)軸承疲勞失效。軸承工作時(shí)，由于內(nèi)外圈與滾動(dòng)體的摩擦接觸，導(dǎo)致軸承出現(xiàn)物理疲勞效應(yīng)，工作時(shí)間越長(zhǎng)這種疲勞就越顯著；另外載荷過(guò)大或波動(dòng)幅度較大時(shí)，都會(huì)造成軸承疲勞失效。

2）磨損失效。長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)的軸承，由于機(jī)械振動(dòng)、潤(rùn)滑不良、清潔不到位等因素，會(huì)加速軸承各組成構(gòu)件的快速磨損直至失效。

3）腐蝕失效。軸承在運(yùn)轉(zhuǎn)中，會(huì)受到工作環(huán)境的影響，出現(xiàn)化學(xué)腐蝕現(xiàn)象，此時(shí)軸承表面將受到腐蝕，軸承表面精度降低、工作能力極大削弱。

4）斷裂失效。由于安裝不當(dāng)、載荷過(guò)大、軸承質(zhì)量等因素，可能出現(xiàn)軸承斷裂，致使設(shè)備無(wú)法繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，在設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)事故中，軸承的斷裂失效影響是最大的。

5）壓痕失效。由于載荷過(guò)重、潤(rùn)滑不良、軸承質(zhì)量等因素造成滾動(dòng)體表面、內(nèi)外滾道表面出現(xiàn)明顯的凹凸痕跡，這種壓痕多屬于一次性物理傷害。

6）膠合失效。由于清潔不及時(shí)、潤(rùn)滑不良，軸承接觸表面出現(xiàn)粘連，最終造成軸承的撕裂。

1.2 滾動(dòng)軸承常見(jiàn)故障現(xiàn)象及故障解決方法

故障類型[4-5]雖然有上述6種，但實(shí)際工作時(shí)故障的具體表現(xiàn)形式各種各樣。經(jīng)過(guò)大量實(shí)驗(yàn)資料收集和整理，軸承故障現(xiàn)象一般有七種形式，為了方便后期資料的整理和調(diào)用，分別用代碼A、B、C、D、E、F、G代表這7種故障：A、軸承溫度過(guò)高；B、軸承聲音異常；C、軸承壽命過(guò)短，經(jīng)常換軸承；D、軸承異常振動(dòng)；E、設(shè)備工作異常，不合要求；F、軸承配合問(wèn)題；G、裝配過(guò)緊，軸旋轉(zhuǎn)不暢。

由于同一個(gè)故障原因可能導(dǎo)致兩個(gè)或更多的故障現(xiàn)象，因此故障現(xiàn)象可能存在多個(gè)，而故障產(chǎn)生的原因卻只有一個(gè)。企業(yè)中很少有專人對(duì)軸承故障現(xiàn)象及產(chǎn)生原因、解決方法進(jìn)行系統(tǒng)的歸類總結(jié)，軸承故障相關(guān)理論資料不夠系統(tǒng)化、細(xì)致化，不具有適合某種工況的針對(duì)性。為此我們通過(guò)企業(yè)走訪調(diào)研、大量數(shù)據(jù)的排查和分析，整理出軸承故障數(shù)據(jù)庫(kù)資源，參看表1。

2 故障庫(kù)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)時(shí)幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題

2.1 軸承故障數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)技術(shù)流程

滾動(dòng)軸承故障庫(kù)系統(tǒng)主要包含4方面的內(nèi)容：1）建立軸承系統(tǒng)平臺(tái)，并設(shè)計(jì)人機(jī)交互界面；2）建立軸承故障現(xiàn)象及解決方法數(shù)據(jù)庫(kù)；3）實(shí)現(xiàn)軸承數(shù)據(jù)庫(kù)資源的關(guān)聯(lián)；4）實(shí)現(xiàn)軸承故障數(shù)據(jù)的查詢及數(shù)據(jù)庫(kù)資源更新。其工作流程圖如圖1所示。

2.2 系統(tǒng)平臺(tái)支持軟件

該軸承故障庫(kù)系統(tǒng)所需軟件[6-10]分別為Access數(shù)據(jù)庫(kù)、程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言VB。利用Access數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)現(xiàn)各類數(shù)據(jù)資源的存儲(chǔ)、管理和調(diào)用；利用VB設(shè)計(jì)人機(jī)交互界面，快速有效的設(shè)計(jì)各類界面、編制調(diào)用程序，實(shí)現(xiàn)良好的用戶交流。利用Access和VB的有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)軟件的無(wú)縫對(duì)接，提高滾動(dòng)軸承故障庫(kù)系統(tǒng)軟件的友好性、實(shí)用性。

表1 軸承故障庫(kù)數(shù)據(jù)（部分?jǐn)?shù)據(jù)資源）

圖1 故障查詢流程圖

2.3 人機(jī)界面設(shè)計(jì)

合理、方便、快捷的界面設(shè)計(jì)，可以提高軟件的運(yùn)行速度、優(yōu)化軟件數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。該軟件系統(tǒng)主要是按照查詢要求和查詢功能，對(duì)界面進(jìn)行設(shè)計(jì)、布局，選取最合適的功能控件。

利用 textbox、CheckBox、RadioButton、Button、Label、 GroupBox、 NumericUpDow、 DataGridView、TabControl等VB的眾多控件建立軟件系統(tǒng)的操作平臺(tái)，例如登陸界面、故障查詢界面、故障更新界面等，如圖2所示為系統(tǒng)登錄界面。

2.4 相關(guān)數(shù)據(jù)資源的調(diào)用

圖2 登錄界面

Access數(shù)據(jù)庫(kù)中保存有大量的數(shù)據(jù)資源[11-16]，為了方便使用，需要以Excel文檔或Word文檔的格式顯示，以JPG或BMP圖片格式調(diào)用，并且對(duì)于新的故障現(xiàn)象和故障圖片要能夠及時(shí)保存更新，這是該研究的重點(diǎn)和難點(diǎn)。常見(jiàn)的故障Excel文檔的調(diào)用、故障圖片的調(diào)用、故障圖片的保存及重命名等代碼編程可參看表2，其他系統(tǒng)主框架程序、各子模塊程序的具體編程代碼不再列舉贅述。

表2 部分編程代碼一覽表

3 軸承故障庫(kù)系統(tǒng)運(yùn)行及分析

3.1 軸承故障庫(kù)系統(tǒng)運(yùn)行

程序運(yùn)行，經(jīng)過(guò)身份驗(yàn)證后，進(jìn)入主界面，故障分析主界面分為兩大部分即故障查詢和故障更新。

1）故障查詢

進(jìn)入故障查詢頁(yè)面，在故障現(xiàn)象點(diǎn)選框中，點(diǎn)選故障代碼，點(diǎn)擊查詢按鈕，即可在右側(cè)頁(yè)面的原因及解決方法中顯示出所查詢到對(duì)應(yīng)故障相關(guān)文檔內(nèi)容；在右側(cè)頁(yè)面的故障現(xiàn)象圖片中即可顯示該故障現(xiàn)象所對(duì)應(yīng)的圖片信息，如圖3所示。

點(diǎn)擊故障查詢頁(yè)面的文檔顯示按鈕，即可顯示所查詢內(nèi)容的Excel文檔或Word文檔，能夠?qū)崿F(xiàn)文檔的打印和保存等功能，如圖4所示。

圖3 故障圖片顯示

圖4 Excel文檔顯示

2）故障更新

點(diǎn)擊故障查詢頁(yè)面下側(cè)的故障更新按鈕，顯示進(jìn)入故障更新頁(yè)面的對(duì)話框如圖5所示，輸入用戶名及密碼，點(diǎn)擊確定按鈕，顯示故障更新頁(yè)面，企業(yè)一般使用人員只能進(jìn)入故障查詢頁(yè)面，只有管理員能夠進(jìn)入故障更新界面進(jìn)行故障相關(guān)信息的添加和更新。

圖5 故障更新身份驗(yàn)證界面

在圖片信息確定中，點(diǎn)擊加載圖片按鈕，彈出圖片瀏覽對(duì)話框，選擇好所需要圖片，并為該圖片命名，點(diǎn)擊圖片命名確定按鈕，在彈出的對(duì)話框中點(diǎn)擊確定按鈕，命名成功，如圖6所示為軸承故障圖片選擇界面。

圖6 故障圖片選擇界面

點(diǎn)擊頁(yè)面下側(cè)更新按鈕，對(duì)故障更新頁(yè)面中輸入的信息進(jìn)行了保存，新的故障代碼及故障現(xiàn)象出現(xiàn)在故障查詢頁(yè)面中以備查詢。

3.2 軸承故障庫(kù)系統(tǒng)分析

針對(duì)軸承企業(yè)的滾動(dòng)軸承故障庫(kù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，以VB為開(kāi)發(fā)工具、以Access為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)平臺(tái)，開(kāi)發(fā)了集滾動(dòng)軸承故障查詢、故障解決、故障更新等為一體的軟件系統(tǒng)。

1）根據(jù)企業(yè)用戶要求和系統(tǒng)分析，設(shè)計(jì)和建立系統(tǒng)總結(jié)架構(gòu)，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行功能模塊劃分，實(shí)現(xiàn)模塊間的聯(lián)系。

2）以VB為開(kāi)發(fā)工具，編程實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)調(diào)用，設(shè)計(jì)界面實(shí)現(xiàn)用戶交流，滿足故障相關(guān)信息的保存與調(diào)用。

3）以Access作為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)軸承相關(guān)資源的保存、管理和調(diào)用。

4）利用VB編程語(yǔ)言對(duì)Access和Excel進(jìn)行綜合關(guān)聯(lián)調(diào)用，實(shí)現(xiàn)了對(duì)應(yīng)故障信息文件、圖片的生成。

5）建立了軸承常見(jiàn)故障及產(chǎn)生原因、解決方法的數(shù)據(jù)庫(kù)，節(jié)省了成本，提高了企業(yè)的生產(chǎn)效率，較好地指導(dǎo)了企業(yè)的生產(chǎn)活動(dòng)。

4 結(jié) 論

1）本研究利用VB和Access各自的優(yōu)點(diǎn)，以VB為平臺(tái)，借助計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)手段與Access數(shù)據(jù)庫(kù)，通過(guò)混合編程將兩者有機(jī)結(jié)合，開(kāi)發(fā)出軸承故障查詢的應(yīng)用軟件。

2）由于滾動(dòng)軸承數(shù)量眾多，并且型號(hào)不同，這就需要整理出大量的數(shù)據(jù)并不斷更新Access數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)，隨著數(shù)據(jù)庫(kù)的不斷完善，本系統(tǒng)的實(shí)用性也將逐漸增強(qiáng)。

3）滾動(dòng)軸承故障庫(kù)系統(tǒng)的建立及功能的實(shí)現(xiàn)，對(duì)于其他標(biāo)準(zhǔn)件或可系列化生產(chǎn)的機(jī)械產(chǎn)品故障庫(kù)系統(tǒng)的建立，具有一定指導(dǎo)意義。