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基于LabVIEW的虚拟仪器及其在轴承测振仪中的应用

发布时间:2016-11-22 13:32

  本文关键词:基于LabVIEW的虚拟仪器及其在轴承测振仪中的应用,,由笔耕文化传播整理发布。


《太原理工大学》 2008年

基于LabVIEW的虚拟仪器及其在轴承测振仪中的应用

阎晓伟  

【摘要】: 滚动轴承是机械设备中重要的基础部件之一,其质量的优劣直接影响设备的使用质量和寿命。轴承振动测量仪就是检测轴承振动值从而客观地评价轴承质量的专用仪器,在整个轴承检测环节中发挥着重要作用。当前轴承检测基本上按照轴承振动测量仪检出振动波形,有经验的操作员进行经验判断的模式来检测轴承的好坏。这种方式效率低、对操作员熟练水平依赖性强,已不能满足大批量检测的要求。随着虚拟仪器技术的不断成熟,逐渐地人们希望将这种新型的技术应用到轴承检测的领域中来,以期摆脱上述困境,实现轴承检测快速高效的目的。 本文在已有轴承振动测量仪硬件的基础上,通过虚拟仪器LabVIEW编程建立了界面友好、操作简单的轴承检测系统,实现了轴承各频段有效值、峰值和P/R比值的计算,振动信号分频段波形显示,频谱的生成,质量分布图的描绘及其他与用户交互的功能。本文各章主要进行了以下方面的研究工作: 第二章从滚动轴承分类、结构和工作原理的角度着手,就轴承振动噪声产生的原理进行了分析。重点分析和总结了轴承缺陷的产生、分类及缺陷轴承检测波形的特点。结合轴承振动测量仪的组成结构、工作原理及实现功能,确定了轴承检测中轴承振动信号测量的重要技术参数。最后,引入了虚拟仪器的概念。 第三章以虚拟仪器为出发点,主要从轴承振动信号技术参数的获取和设计实现角度对轴承检测系统中各功能模块进行了介绍。 首先就虚拟仪器的概念、典型结构及产生发展过程进行了说明。并就虚拟仪器软件平台LabVIEW的功能特点及使用方法进行了介绍。 然后,介绍了轴承振动信号的采集与处理方案及程序功能的实现。在轴承检测系统中,采用速度传感器采集轴承振动信号,通过音频放大器对其进行放大滤波,最终经由DAQ数据采集卡输入到计算机端进行分析处理。振动信号的分析主要分为时域分析、频域分析和优劣等级判断三个环节。实现了振动信号的分频段处理、频谱生成、有效值计算、三点检测、等级判定等功能。 最后,结合轴承检测中的实际需要,设计了支持不同轴承型号、不同用户检测标准的检测流程。通过数据库方式对轴承信息及等级判断标准进行存取调用,实现了对轴承信息、判定标准及用户输入信息的导入、增加、修改及存储功能。为实现轴承检测系统与用户之间的信息互动,采用LabVIEW中的事件结构对用户操作进行接收和响应。完成了对用户轴承信息存取、波形图象存储、测量数据保存删除、程序运行停止及系统校准等操作的处理。 第四章对轴承振动测量仪的技术指标和相关参数进行了讨论,并分析了系统功能的实现方法,指出了各项功能实现的效果和存在的不足。对比轴承振动测量仪,阐述了设计的基于虚拟仪器LabVIEW的轴承检测系统各功能模块的组成及实现效果,并分析了此系统对已有功能的改进和新功能的开发。在综合各功能模块的基础上,以S07907V-3A轴承振动测量仪为标准轴承检测设备,通过设计的自动测试系统对轴承检测系统进行了性能测试,获得了测试数据,分析了测试结果。

【关键词】:
【学位授予单位】:太原理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:TH825
【目录】:

  • 摘要3-6
  • ABSTRACT6-14
  • 第一章 绪论14-18
  • 1.1 研究的相关背景、目的和意义14-15
  • 1.1.1 轴承检测系统的应用领域14
  • 1.1.2 国内外的研究现状14-15
  • 1.1.3 研究课题的目的和意义15
  • 1.2 本论文的构成摘要15-16
  • 1.3 小结16-18
  • 第二章 轴承振动测量仪的工作原理及总体结构18-34
  • 2.1 滚动轴承的分类、结构和工作原理18-24
  • 2.1.1 滚动轴承及其分类18-19
  • 2.1.2 滚动轴承的结构、特点及技术指标19-20
  • 2.1.3 滚动轴承振动噪声产生的原理20-24
  • 2.2 滚动轴承振动测量仪24-27
  • 2.2.1 组成结构24-25
  • 2.2.2 工作原理25-26
  • 2.2.3 技术指标26-27
  • 2.3 滚动轴承的缺陷测量27-32
  • 2.3.1 轴承缺陷的产生及分类27-28
  • 2.3.2 缺陷轴承的振动信号特点28-31
  • 2.3.3 轴承缺陷测量的方法31-32
  • 2.4 小结32-34
  • 第三章 轴承检测系统中主要功能模块的设计与实现34-62
  • 3.1 虚拟仪器LabVIEW概述34-38
  • 3.1.1 虚拟仪器简介34-36
  • 3.1.2 LabVIEW的功能简介及实现方案36-38
  • 3.2 轴承振动信号的采集与处理38-48
  • 3.2.1 振动信号的硬件连接38-40
  • 3.2.2 振动信号的采集方案设计40-41
  • 3.2.3 振动信号的分指标处理41-48
  • 3.3 轴承型号及相关信息的存取判断48-53
  • 3.3.1 轴承型号及相关信息的数据库存取48-49
  • 3.3.2 LabVIEW与数据库的连接方案设计49-52
  • 3.3.3 轴承型号及相关信息的LabVIEW存取判断52-53
  • 3.4 用户界面的设计与开发53-60
  • 3.4.1 LabVIEW事件结构概述53-55
  • 3.4.2 用户输入处理程序设计55-56
  • 3.4.3 轴承波形数据存储设计56-59
  • 3.4.4 轴承振动检测系统的校准59-60
  • 3.5 小结60-62
  • 第四章 基于LabVIEW的轴承检测系统的整体构建与性能测试62-78
  • 4.1 轴承检测系统与S07907V-3A轴承振动测量仪的性能对比62-65
  • 4.1.1 测试系统框图62
  • 4.1.2 S07907V-3A轴承振动测量仪的技术指标及相关参数讨论62-65
  • 4.2 基于LabVIEW的轴承检测系统实现及性能改进65-73
  • 4.2.1 振动信号采集系统的功能实现及性能改进65-66
  • 4.2.2 轴承等级判定的功能实现及性能改进66-68
  • 4.2.3 轴承检测系统新加功能设计68-71
  • 4.2.4 系统结构与界面程序设计71-73
  • 4.3 现场测试与结果分析73-77
  • 4.3.1 自动测试系统73-74
  • 4.3.2 测试方法74
  • 4.3.3 测试结果74-76
  • 4.3.4 结果分析76-77
  • 4.4 小结77-78
  • 第五章 结论78-80
  • 5.1 本研究的主要工作78-79
  • 5.2 研究存在的不足79-80
  • 参考文献80-84
  • 关键词索引表84-86
  • 致谢86-88
  • 攻读学位期间发表的学术论文目录88-90
  • 攻读学位期间参与的项目90
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    【引证文献】

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    本文编号:185831

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