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摘要

现在的机械工程和机械工业中，振动测试、信号处理和振动分析已经是10分重要的环节。计算机和软件技术的迅速发展，虚拟仪器正在逐步成为测试领域的发展领头羊，采取虚拟仪器实现振动测试与分析同样成振动测试的发展趋势。本文先对虚拟仪器的发展及振动测试做了介绍，然后对虚拟仪器和传统仪器作比较，指出了虚拟仪器在很多方面较传统仪器都要经济、实用。本文是以个人电脑为硬件平台、以美国国家仪器(NI)公司开发的LabView软件为开发平台，配合必要的加速度计传感器、信号调理器和DAQ数据收集卡组成的多通道振动测试分析系统虚拟仪器。并且以多绳磨擦式矿井提升机为例，设计此测试系统对提升机传动系统振动的10个点（轴承位置）进行监控，并对故障进行判断。该系统能在计算机上通过软件控制数据收集、进行信号处理分析并显示结果癫痫病人不能吃什么，能满足实际振动测试分析的需要。而且系统的伸缩有很大的空间，可以根据需要扩加功能，可推行利用于我国电机工业的振动监控。

关键词：虚拟仪器、振动测试、提升机、LabVIEW

ABSTRACT

Inmodernmechanicalindustryandmechanicalengineering,vibrationmeasurementandsignalanalysisisanimportantpart.Withthedevelopmentofcomputerandsoftwaredevelopment,virtualinstrumentbecomedevelopmentdirectioninmeasurementfield,vibrationmeasurementandanalysisbasedonvirtualinstrumenthasbecomethetrendofvibrationtest.Firstthisarticleintroducethedevelopmentofvibrationmeasurementandvirtualinstrument神志不清,andthencomparetraditioninstrumentwiththevirtualinstrument,andshowthemeritofvirtualinstrumentineconomyandutility.SoauthordevelopvirtualinstrumentsofmultichannelvibrationmeasurementandanalysissystembasedonpCashardwareworkbench,laboratoryvirtualinstrumentworkbench(LabVIEV)developedbyAmericaNationalInstrumentscorporationasdevelopmentsoftware,withessentialsensorofaccelerometer,signalconditionerandDAQdataacquisitioncard.Where,forexampleofminehoist,Idesignasystemtomeasuredrivesystemofminehoistandjudgmentthefailureofit’swithLabVIEW.Thesystemcancontroldataacquisition,processinganddisplayincomputer,tomeetthedemandofvibrationmeasurementandanalysis.

Keywords：Virtualinstrument、Vibrationtest、elevatingconveyor、LabVIEW

虚拟仪器技术是计算机测试控制领域的前沿技术，将虚拟仪器技术利用于测试相干的教学和工程实践领域是最近几年来研究热门。本文在当前最流行的虚拟仪器开发LabVIEW开发平台上设计了基于虚拟仪器的多点随机振动测试系统。本文本着经济、实用、简单的思想来设计，主要在以下几个方面作了介绍：对振动系统测点、传感器及数据收集卡的选择都作了介绍，更是详细的介绍了对收集后的数据处理分析。从功能需求的角度设计程序，编程方式简洁明晰，程序结构简洁，具有很大的伸缩空间，需要其他功能，只需略微改动程序或添加必要内容，就可以增加所需要的功能。

本课题任务是以虚拟仪器软件平台LabVIEW和DAQ收集板卡为基础，建立1套合适于测试矿井提升机振动的虚拟仪器系统，通过数据收集与分析，从中对提升机进行故障诊断。矿井提升机广泛用于煤炭、有色金属、黑色金属、非金属、化工等矿山的竖井、斜井的提升系统用作提升矿物、升降人员和物料及装备等，是矿井系统装备的咽喉，也可做其他牵引运输装备，联系矿井井下和地面的工作机械。是1种大型绞车。用钢丝绳带动容器（罐笼或箕斗）在井筒中升降，完成输送物料和人员的任务。矿井提升机是由原始的提水工具逐渐发展演化而来。现代的矿井提升机提升量大，速度高，已发展成为电子计算机控制的全自动重型矿山机械。

以某矿主井提升机的传动系统为例。其主要技术参数为：3相异步电动机的转速为492r/min，功率为1000kW；减速器功率1000kW，减速比11.308；目录40000字

第1章绪论1

第1.1节振动测试的概述1

第1.2节虚拟仪器概述3

第1.3节本课题设计任务5

第2章虚拟仪器简介7

第2.1节虚拟仪器7

2.1.1虚拟仪器概念7

2.1.2虚拟仪器特点8

2.1.3虚拟仪器的硬件组成9

第2.2节图形化编程语言LabVIEW及其利用12

2.2.1LabVIEW简介12

2.2.2LabVIEW的分析软件库14

第3章矿井提升机振动测试18

第3.1节振动的种类及其特点：18

3.1.1按振动规律分类18

3.1.2按产生振动的缘由分类18

3.1.3按振动频率分类19

第3.2节振动3要素及其在振动诊断中的利用19

第3.3节振动传感器的选择21

第3.4节矿井提升机25

3.4.1矿井提升机的工作原理26

3.4.2矿井提升机的主要组成部份和各部份的作用28

3.4.3转动轴承的固有振动频率及振动情势30

3.4.4转动轴承的振动机理31

3.4.5转动轴承的振动监测结果分析33

第4章矿井提升机数据收集35

第4.1节采样定理及数据收集卡的选择35

第4.2节数据收集卡的作用和类型41

第4.3节量化与量化误差42

第4.4节平均化处理43

第5章信号分析与处理46

第5.1节离散傅立叶变换和快速傅立叶变换46

5.1.1离散傅立叶变换（DFT）46

5.1.2快速傅立叶变换（FFT）48

第5.2节泄漏与加窗52

5.2.1泄漏的产生52

5.2.2加窗函数处理54

第6章虚拟仪器的软件设计56

第6.1节测试系统程序的整体设计56

第6.2节系统主界面的设计58

第6.3节各功能程序介绍60

6.3.1参数计算子程序60

6.3.2数据收集及数据分析功能64

6.3.3数据保存功能70

第7章提升机传动系统摹拟输入信号故障分析72

第7.1节提升机传动系统信号故障分析72

第7.2节提升机传动系统的主要故障与处理方法77

7.2.1减速器78

7.2.2主轴、滚筒故障及处理方法80

结束语82

参考文献83

翻译部份85

英文原文85

英文翻译105

致谢121

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