当前,中高速卫生纸机正朝着连续化、集成化、大型化、自动化和智能化的方向发展。烘缸作为中高速卫生纸机的“心脏”,其稳定运行对纸张的干燥和品质尤为重要。轴承是保证烘缸稳定运行最重要的基础旋转零部件,由于中高速卫生纸机烘缸轴承长期处于高温、潮湿和高速运转的环境中,极易损坏。所以,对中高速卫生纸机烘缸轴承运行状态进行在线监测,并对存在的故障进行在线诊断非常重要。针对中高速卫生纸机烘缸轴承振动信号的非线性特点,及传统振动信号测量仪器复杂庞大的问题,本文在陕西省科技统筹创新工程计划项目(2016KTCQ01-35)的支持下,将虚拟仪器技术引入中高速卫生纸机烘缸轴承的故障诊断中,开发了一套基于LabVIEW的中高速卫生纸机烘缸轴承故障诊断系统,实现故障诊断技术的智能化。本文的主要贡献如下:(1)中高速卫生纸机烘缸轴承故障特性的研究在中高速卫生纸机烘缸轴承振动机理的基础上,结合双列调心滚子轴承的自身结构和失效形式,研究了双列调心滚子轴承内、外圈滚道和滚动体表面存在故障时的时域及频域特征,并给出各种故障振动特征频率方程。(2)中高速卫生纸机烘缸轴承系统外部影响因素的研究中高速卫生纸机烘缸轴承的振动信号是一个复杂的综合信号,除了烘缸轴承自身结构引起的振动外,还与烘缸自身振动、烘缸积水振动、传动侧电机振动、传动侧减速机振动、轴头振动及机架振动等轴承系统外部因素有关。通过研究烘缸轴承系统外部影响因素的振动机理及故障振动机理,结合烘缸轴承自身振动机理,为后续中高速卫生纸机烘缸轴承的故障诊断提供理论依据。(3)故障诊断系统的设计与各模块功能的实现基于虚拟仪器的设计要求及原则,提出中高速卫生纸机烘缸轴承故障诊断系统的总体设计方案。该系统由硬件和软件两部分组成,硬件部分包括:振动传感器、信号调理器、数据采集卡及操作站;软件部分是安装在操作站上的LabVIEW虚拟仪器开发平台。利用LabVIEW主、从设计模式结合MATLAB的强大信号处理能力,搭配队列功能和簇函数,实现了按自定义顺序转换不同功能的模块,模块可分为6个部分:信号采集、文件管理、信号预处理、MATLAB程序调用、特征提取及故障特征频率计算。(4)故障诊断系统在造纸企业的实际应用将基于“虚拟仪器技术”开发的故障诊断系统应用于中高速卫生纸烘缸轴承的故障诊断。通过对比中高速卫生纸机烘缸传动侧和操作侧轴承系统的外部影响因素,选择采集烘缸操作侧轴承运行状态的振动信号,并提取正常运行情况下和异常运行情况下的振动特征。结合双列调心滚子轴承振动特征的理论依据对其进行故障判断。针对中高速卫生纸机烘缸轴承振动信号的非线性特点,及传统的振动信号测量仪器复杂庞大的问题。本文基于双列调心滚子轴承振动机理及故障特征的理论,提出了利用“虚拟仪器技术”设计开发故障诊断系统,解决了中高速卫生纸机烘缸轴承振动信号的非线性特点,及传统的振动信号测量仪器复杂庞大的问题。实际应用结果表明:本文设计开发的故障诊断系统具有性能稳定、操作简单、易携带及功能扩展性强等优点,能准确在线采集中高速卫生纸机烘缸轴承运行状态的振动信号,提取有效振动特征,实现烘缸轴承的故障类型、原因及位置的判断。