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滚动轴承广泛用作各种旋转机械设备的支承,轴承的动态性能往往对设备的运转性能(即:振动和噪声等)和寿命至关重要。特别是在潜艇、航空发动机中,由于整机对低噪声、低振动和高寿命的要求而对轴承动态性能提出了更高要求。要生产高性能的轴承必须采用相应的先进检测仪器和设备。目前国内广泛使用的轴承故障测量仪器都是用模拟电路来实现对轴承的振动信号处理,功能简单、精度不高、易受各种外来因素的影响,尤其是灵活性很差、更新换代困难。
本文研究和开发了基于虚拟仪器技术的滚动轴承智能化测试分析系统,它充分利用了计算机技术、虚拟仪器技术、数据采集技术、信号分析与处理技术、故障诊断理论来提高对滚动轴承的测量与故障诊断水平。本论文重点包含了三个方面的内容:
第一:根据滚动轴承振动机理,建立滚动轴承故障诊断模型,利用幅域、频域分析理论对滚动轴承进行故障诊断,并将小波分析应用于滚动轴承损伤振动信号分析中,从而可准确地诊断出轴承的故障。
第二:编写相关的软件程序,采用双缓存中断采集技术搭建高速数据采集系统,并与前置信号调理模块进行连接,确保信号采集的实时性和准确性。并且实现了硬件电路与后续软件系统的连接和整合。
第三:开发了滚动轴承智能化测试分析系统的虚拟仪器,设计了符合行业测试标准的数字滤波器,设计和编写了各种幅域参数计算的子Ⅵ与程序,采用调用动态链接库的方法实现了LabVIEW与VC++和Matlab程序包的互相调用,从而实现了小波分析等较复杂算法的程序化。
本文研发的系统对轴承进行了实际检测与诊断,收到了满意的效果,证明其设计和开发是成功的。该滚动轴承智能化测试分析虚拟仪器具有较好的生产实际应用价值,其性能远优于模拟监测设备,并且由于其完备的功能和准确的诊断能力,填补了该类仪器的国内空白。