基于虚拟仪器的轴承球疲劳试验机测控及状态诊断系统

摘要

现有轴承球疲劳试验机或者是两点接触，或者是在滚滑状态下进行接触疲劳寿命试验，由于滑动的存在会降低滚动接触疲劳寿命，为此本课题组已经研发出一种新型三点接触式的纯滚动接触疲劳试验机，它针对性强、高效且能充分评价轴承球的接触疲劳寿命。 为了更加有效精确地进行轴承球滚动接触疲劳试验，本学位论文在上述新型试验机的基础上，研发了一个“基于虚拟仪器的轴承球疲劳试验机测控及状态诊断系统”，它充分利用了虚拟仪器技术、数据采集技术、信号分析与处理技术、故障诊断与控制技术来提高该试验机的自动化水平。论文主要研究的内容可分为三大部分：①系统硬件体系结构的设计，在深入了解传感器、信号调节器、采集卡以及控制装置的结构原理基础上进行相关配置参数的设计；②系统的软件设计，它是整个研究工作的核心，通过解决诸如多通道循环采集时出现死机、串音以及受采集卡采样频率限制等关键性问题，提出了多个主要模块的编程思想和设计技术；③故障诊断系统的设计与组建，分析了试验机在不同运行状态下的振动信号特征，确立了利用幅值域参数的变化规律和频谱分析的方法对试验机状态进行诊断的技术。最后通过同一规格而不同材料的两组轴承球的疲劳试验，从中得出了试验机在不同运行状态下的特征参数值，并根据试验结果绘出了轴承球的疲劳寿命曲线图。 该系统成功地实现了疲劳试验机的自动监测、故障诊断、状态控制、数据管理以及远程操作，具有可靠性高、操作简单、功能强大、界面友好以及可扩展性强等特点。

目录

文摘

英文文摘

原创性声明及本论文使用授权说明

第一章绪论

1.1陶瓷轴承的发展历史及其疲劳寿命试验的必要性

1.2接触疲劳试验机的结构特点

1.3虚拟仪器的应用与发展

1.4课题的来源、意义和目的

1.5研究的主要内容

第二章虚拟仪器技术基础

2.1电子测量仪器的发展

2.2虚拟仪器的构成及特点

2.2.1虚拟系统的硬件组成

2.2.2虚拟系统的软件结构

2.2.3虚拟仪器的特点

2.3软件开发平台

2.3.1 LabVIEW简介

2.3.2 LabVIEW的工作方式

2.3.3 LabVIEW7.0的特点

第三章测控系统整体方案的研究

3.1数据采集系统的设计与组建

3.1.1数据采集系统简介

3.1.2数据采集系统的硬件配置

3.2试验机控制系统的设计与组建

3.2.1控制系统的任务及要求

3.2.2控制系统的硬件配置

第四章软件结构功能模块

4.1简述

4.2各功能模块编程

4.2.1数据采集模块

4.2.2数据处理模块

4.2.3数据读取模块

4.2.4结果显示模块

4.2.5数据存储模块

4.2.6试验机控制模块

4.3疲劳试验数据及其控制信号的远程通信

4.3.1 Datasocket的技术特点

4.3.2 Datasocket模块的应用编程

第五章故障诊断系统的设计与组建

5.1故障诊断技术的发展

5.2故障诊断的方法

5.3在时域下对疲劳试验机进行故障诊断

5.3.1试验机的振动机理

5.3.2在幅值域中的故障诊断方法

5.4在频域下对疲劳试验机进行故障诊断

5.4.1频谱分析在数据处理中的作用

5.4.2振动信号的频域分析

5.5诊断系统的软件设计

第六章综合应用实例

6.1试验方法

6.2试验条件

6.3操作步骤

6.4疲劳试验相关结论

6.5疲劳试验结果处理

第七章结论与展望

7.1结论

7.2展望

参考文献

作者在攻读学位期间公开发表的论文

作者在攻读学位期间所作的项目

致谢