基于VB的滾動軸承故障庫系統設計與實現

朱亮亮，林素敏，史諾

（楊凌職業技術學院陜西楊凌712100）

滾動軸承是重要的旋轉類零件，應用于各類機械設備中，同時，它也是機械設備中最容易損壞的部件之一。統計顯示，滾動軸承失效引起的故障是導致機械設備故障的主要因素。滾動軸承故障將會造成企業停機停產，造成經濟損失，更甚者可能導致機毀人亡的重大安全事故[1]。

滾動軸承故障分析、診斷、維修，是機械設備故障診斷的重要組成部分，對軸承故障類型、原因、診斷進行研究，能對軸承的運轉情況進行有效的檢測和預測，實現提前維護保養，減低機械設備的停機率和故障率，避免發生重大事故[2]。滾動軸承類型眾多，品牌各異，對軸承故障特征的研究參差不齊，給軸承故障分析、診斷、維修帶來極大的挑戰和困難。將人機界面友好的VB和關系數據庫Access有機結合，開發出數據資源完善、查詢方便、安全可靠的滾動軸承數據庫系統，實現滾動軸承故障信息的存儲、調用、分析，有利于軸承故障的深入研究，推動軸承設計方面的改革和創新[3]。

1 滾動軸承常見故障類型分析

1.1 滾動軸承的故障類型及產生原因

1）滾動軸承疲勞失效。軸承工作時，由于內外圈與滾動體的摩擦接觸，導致軸承出現物理疲勞效應，工作時間越長這種疲勞就越顯著；另外載荷過大或波動幅度較大時，都會造成軸承疲勞失效。

2）磨損失效。長期運轉的軸承，由于機械振動、潤滑不良、清潔不到位等因素，會加速軸承各組成構件的快速磨損直至失效。

3）腐蝕失效。軸承在運轉中，會受到工作環境的影響，出現化學腐蝕現象，此時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、載荷過大、軸承質量等因素，可能出現軸承斷裂，致使設備無法繼續運轉，在設備運轉事故中，軸承的斷裂失效影響是最大的。

5）壓痕失效。由于載荷過重、潤滑不良、軸承質量等因素造成滾動體表面、內外滾道表面出現明顯的凹凸痕跡，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、潤滑不良，軸承接觸表面出現粘連，最終造成軸承的撕裂。

1.2 滾動軸承常見故障現象及故障解決方法

故障類型[4-5]雖然有上述6種，但實際工作時故障的具體表現形式各種各樣。經過大量實驗資料收集和整理，軸承故障現象一般有七種形式，為了方便后期資料的整理和調用，分別用代碼A、B、C、D、E、F、G代表這7種故障：A、軸承溫度過高；B、軸承聲音異常；C、軸承壽命過短，經常換軸承；D、軸承異常振動；E、設備工作異常，不合要求；F、軸承配合問題；G、裝配過緊，軸旋轉不暢。

由于同一個故障原因可能導致兩個或更多的故障現象，因此故障現象可能存在多個，而故障產生的原因卻只有一個。企業中很少有專人對軸承故障現象及產生原因、解決方法進行系統的歸類總結，軸承故障相關理論資料不夠系統化、細致化，不具有適合某種工況的針對性。為此我們通過企業走訪調研、大量數據的排查和分析，整理出軸承故障數據庫資源，參看表1。

2 故障庫系統實現時幾個關鍵問題

2.1 軸承故障數據庫系統技術流程

滾動軸承故障庫系統主要包含4方面的內容：1）建立軸承系統平臺，并設計人機交互界面；2）建立軸承故障現象及解決方法數據庫；3）實現軸承數據庫資源的關聯；4）實現軸承故障數據的查詢及數據庫資源更新。其工作流程圖如圖1所示。

2.2 系統平臺支持軟件

該軸承故障庫系統所需軟件[6-10]分別為Access數據庫、程序設計語言VB。利用Access數據庫實現各類數據資源的存儲、管理和調用；利用VB設計人機交互界面，快速有效的設計各類界面、編制調用程序，實現良好的用戶交流。利用Access和VB的有機結合，實現軟件的無縫對接，提高滾動軸承故障庫系統軟件的友好性、實用性。

表1 軸承故障庫數據（部分數據資源）

圖1 故障查詢流程圖

2.3 人機界面設計

合理、方便、快捷的界面設計，可以提高軟件的運行速度、優化軟件數據結構。該軟件系統主要是按照查詢要求和查詢功能，對界面進行設計、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的操作平臺，例如登陸界面、故障查詢界面、故障更新界面等，如圖2所示為系統登錄界面。

2.4 相關數據資源的調用

圖2 登錄界面

Access數據庫中保存有大量的數據資源[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圖片格式調用，并且對于新的故障現象和故障圖片要能夠及時保存更新，這是該研究的重點和難點。常見的故障Excel文檔的調用、故障圖片的調用、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 軸承故障庫系統運行及分析

3.1 軸承故障庫系統運行

程序運行，經過身份驗證后，進入主界面，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

進入故障查詢頁面，在故障現象點選框中，點選故障代碼，點擊查詢按鈕，即可在右側頁面的原因及解決方法中顯示出所查詢到對應故障相關文檔內容；在右側頁面的故障現象圖片中即可顯示該故障現象所對應的圖片信息，如圖3所示。

點擊故障查詢頁面的文檔顯示按鈕，即可顯示所查詢內容的Excel文檔或Word文檔，能夠實現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

點擊故障查詢頁面下側的故障更新按鈕，顯示進入故障更新頁面的對話框如圖5所示，輸入用戶名及密碼，點擊確定按鈕，顯示故障更新頁面，企業一般使用人員只能進入故障查詢頁面，只有管理員能夠進入故障更新界面進行故障相關信息的添加和更新。

圖5 故障更新身份驗證界面

在圖片信息確定中，點擊加載圖片按鈕，彈出圖片瀏覽對話框，選擇好所需要圖片，并為該圖片命名，點擊圖片命名確定按鈕，在彈出的對話框中點擊確定按鈕，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

點擊頁面下側更新按鈕，對故障更新頁面中輸入的信息進行了保存，新的故障代碼及故障現象出現在故障查詢頁面中以備查詢。

3.2 軸承故障庫系統分析

針對軸承企業的滾動軸承故障庫系統設計，以VB為開發工具、以Access為數據存儲平臺，開發了集滾動軸承故障查詢、故障解決、故障更新等為一體的軟件系統。

1）根據企業用戶要求和系統分析，設計和建立系統總結架構，對系統進行功能模塊劃分，實現模塊間的聯系。

2）以VB為開發工具，編程實現數據調用，設計界面實現用戶交流，滿足故障相關信息的保存與調用。

3）以Access作為數據存儲平臺，實現軸承相關資源的保存、管理和調用。

4）利用VB編程語言對Access和Excel進行綜合關聯調用，實現了對應故障信息文件、圖片的生成。

5）建立了軸承常見故障及產生原因、解決方法的數據庫，節省了成本，提高了企業的生產效率，較好地指導了企業的生產活動。

4 結 論

1）本研究利用VB和Access各自的優點，以VB為平臺，借助計算機輔助設計手段與Access數據庫，通過混合編程將兩者有機結合，開發出軸承故障查詢的應用軟件。

2）由于滾動軸承數量眾多，并且型號不同，這就需要整理出大量的數據并不斷更新Access數據庫的數據，隨著數據庫的不斷完善，本系統的實用性也將逐漸增強。

3）滾動軸承故障庫系統的建立及功能的實現，對于其他標準件或可系列化生產的機械產品故障庫系統的建立，具有一定指導意義。