【正文】 and offers analysis and display for the measured data. This subject utilizes electric whirlpool spread sense device to change spindle displacement signal of vibration, acquiring this signal through data collecting card and demonstrating spindle axis orbit of vibration through virtual oscillograph at virtual instrument platform. Keywords: spindle。 本課題采用先進的虛擬儀器技術(shù)，在虛擬儀器原理的基礎(chǔ)上，分析測試高速回轉(zhuǎn)的細(xì)紗錠子的振幅和軸心的軌跡。在使用過程中，錠子高速旋轉(zhuǎn)，極小的加工誤差或變形都可能引起強烈的振動。 6 完成整個設(shè)計并進行實驗。 2 查閱有關(guān)資料，了解傳統(tǒng)錠子的振動測試系統(tǒng)，并找出其所存在的缺陷。本課題在傳統(tǒng)錠子振動測試系統(tǒng)的基礎(chǔ)上采用先進的虛擬儀器技術(shù)，打破了以往只能在實驗室里才能完成的實驗，實現(xiàn)了脫離實驗室的研究目的。 錠子振動測試系統(tǒng)是由傳感器、數(shù)據(jù)采集卡、計算機以及相應(yīng)的軟件組成。 三、研究內(nèi)容 本課題是在傳統(tǒng)錠子振動測試的 基礎(chǔ)上進行設(shè)計的，是設(shè)計測量高速回轉(zhuǎn)錠子軸心的軌跡的振動測試系統(tǒng)。這種類型的 虛擬儀器以 VXI 儀器為典型代表。目前，虛擬儀器的類型主要取決于儀器所采用的接口總線類型。虛擬儀器是現(xiàn)代儀器技術(shù)和計算機技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物。另外，傳統(tǒng)儀器的價格昂貴，技術(shù)更新慢，開發(fā)費用高。 (3)嗓音，整機噪音的國際標(biāo)準(zhǔn)又 85分貝，單錠空錠噪音，當(dāng)錠速為 16000轉(zhuǎn)／分時，在距離測頭 1米測定約在 70分貝左右。 制造、 錠子的改進方向主要是提高其承載能力和減小振動。直到目前為止，環(huán)錠紗仍處于統(tǒng)治地位。為了研究和掌握錠子的運動規(guī)律，選擇合適的結(jié)構(gòu)參數(shù)和支承條件，控制其運動穩(wěn)定性，以達(dá)到高速，低噪音，低功率及壽命長的目的，有必要借助各種新的測試手段來研究其振動規(guī)律，以改善錠子的振動特性。 設(shè)計實驗臺并完成具體實驗 翻譯一篇與本論文相關(guān)的外文資料，語言文字表達(dá)要準(zhǔn)確到位。 如果時間和條件允許的情況下，進行具體的實驗操作。虛擬儀器以計算機為中心，充分利用計算機強大的圖形界面和數(shù)據(jù)處理能力，提供對測量數(shù)據(jù)的分析和顯示。 以往的錠子機電測試系統(tǒng)測試采用傳統(tǒng)儀器示波器。 武漢科技學(xué)院 畢 業(yè) 設(shè) 計 [ 論 文 ] 題目： 基于虛擬儀器技術(shù)的錠子振動 測試系統(tǒng)設(shè)計 院 系 : 機電工程系 專 業(yè) : 姓 名 : 指導(dǎo)老師 : 2021 年 6 月 10 日 武漢科技學(xué)院 2021 屆畢業(yè)設(shè)計（論文） 1 目 錄 武漢科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書 ????????? 4 畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告 ?????????????? 8 摘要 ???????????????????????? 12 ABSTRACT???????????????????? 13 1 概述 ??????????????????????? 14 紡紗錠子的發(fā)展概況 ??????????????? 14 錠子的結(jié)構(gòu) ?????????????????? ? 14 1. 3 錠子的振動 ?????????????????? ? 16 2 振動測試系統(tǒng) ???????????????? ??? 17 錠子振動測試系統(tǒng)應(yīng)具備的功能 ????????? ?? 17 傳感器 ????????? ???????? ?? ?? 18 傳感器的主要技術(shù)指標(biāo) ???????????? ?? 18 傳感器及其調(diào)理電路 ????????????? ?? 19 虛擬儀器硬件平臺 ????????????????? 19 虛擬儀器 ???????????????????? 19 數(shù)據(jù)采集卡 ??????????????????? 20 數(shù)據(jù)采集卡的基本性能指標(biāo) ???????????? 21 3 細(xì)紗錠子振動測試系統(tǒng)的總體設(shè)計 ????????? ? 22 錠子振動測試實 驗 臺 ? ??????????????? 22 武漢科技學(xué)院 2021 屆畢業(yè)設(shè)計（論文） 2 總體方案 ???????????????????? 23 升降臺 ????????????????????? 23 錠子安放臺 ??????????????????? 23 硬件設(shè)計 ???????????????????? 23 傳感器的選擇 ?????????????????? 23 數(shù)據(jù)采集卡的選擇 ???????????????? 26 軟件設(shè)計部分 ????????????????? ?? 27 通道選擇 ???????????????????? 28 數(shù)據(jù)存盤 ????????????????????? 28 波形運算 ???????????????????? 29 模擬輸入模塊 ?????????????????? 31 4 細(xì)紗錠子軸心軌跡測量實驗 ????????????? 32 實驗及其結(jié)果分析 ????????????????? 32 實驗?zāi)康????????????????????? 32 實驗原理 ???????????????????? 32 實驗儀器和設(shè)備 ????????????????? 32 實驗步驟及其內(nèi)容 ???????????????? 33 注意事項 ???????????????????? 33 實驗結(jié)果分析 ?????????????????? 33 5 小 結(jié) ????????????????????? ? 34 參考文獻 ?????????????????????? 35 附 錄 ??????????????????????? 37 武漢科技學(xué)院 2021 屆畢業(yè)設(shè)計（論文） 3 外文資料 ????????????????????? 38 中文翻譯 ??????? ??????????????? 50 致 謝 ?????????????????????? 58 武漢科技學(xué)院 2021 屆畢業(yè)設(shè)計（論文） 4 武漢科技學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書 題目：基于虛擬儀器技術(shù)的錠子振動測試系統(tǒng)設(shè)計 完成期限： 2021 年 12 月 1 日至 2021 年 6 月 10日 院系 武漢科技學(xué)院 指導(dǎo)教師 梅順齊 專業(yè)班級 機設(shè) 004 班 職 稱 教授 學(xué)生 陳 小 蘭 院（系）主 任 梅順齊 接受任務(wù)日期 批準(zhǔn)日期 武漢科技學(xué)院 2021 屆畢業(yè)設(shè)計（論文） 5 一、原始依據(jù)（資料） 本課題是湖北省省教育廳科研項目之一，是在傳統(tǒng)紡紗錠子振動測試系統(tǒng)的基礎(chǔ)上進行設(shè)計的。傳統(tǒng)儀器的功能是通過硬件電路或固化軟件實現(xiàn)的，而且由儀器生產(chǎn)廠家給定， 其功能和規(guī)模一般都 是固定的，用戶無法隨意改變其結(jié)構(gòu)和功能。 二、設(shè)計（論文）內(nèi)容和要求 錠子振動測試系統(tǒng)是從測試系統(tǒng)的硬件和軟件設(shè)計來完 成的。整個設(shè)計過程的任務(wù)和要求具體如下： 選擇合適的傳感器，了解傳感器的有關(guān)性能，掌握其測試原理。 論文按院系要求的格式撰寫。 二、錠子及其振動測試系統(tǒng)的發(fā)展?fàn)顩r 隨著紡織技術(shù)的發(fā)展，各種新型的紡紗方法不斷出現(xiàn)，但傳統(tǒng)的環(huán)錠紡紗方法在紡織生產(chǎn)中仍然占有很重要的地位。而在環(huán)錠紡紗中又大量使用錠子，所以錠子在紡織工業(yè)中仍占有極其重要的地位。反映改進優(yōu)劣的考核指標(biāo)是：（ 1）運轉(zhuǎn)速度，國內(nèi)最高達(dá) 22021轉(zhuǎn)／分左右。 隨著錠速的不斷提高，錠子結(jié)構(gòu)的不斷改進，由平面軸承的舊式錠子逐步發(fā)展到滾柱軸承剛性支承的普通錠子，而當(dāng)前廣泛采用的是 彈性支承高速錠子。 采用 VC編程，雖然可以利用其強大的圖形功能創(chuàng)建可視化的虛擬儀器前面板，使用先進的 DLL 和 ActiveX 實現(xiàn)軟件的模塊化設(shè)計，增強了軟件的維護性和擴展性，也提高了開發(fā)效率，但用其編程，程序既冗長又復(fù)雜．可讀性和可維護性較差．這對于提高設(shè)備監(jiān)測的實時性和有效性、故障診 斷的可靠性和準(zhǔn)確性是非常不利的。虛擬儀器是在以通用計算機為核心、配置有 I/O 接口設(shè)備的硬件平臺上，由用戶設(shè)計定義，具有虛擬面板，測控功能由測控軟件實現(xiàn)的一種計算機系統(tǒng)。從儀器與計算機采用的總線連接方式的不同，可分為內(nèi)插卡式和外接機箱式兩大類。無論哪種虛擬儀器，都離不開數(shù)據(jù)采集硬件的支持。錠子高速回轉(zhuǎn)時會出現(xiàn)縱向振動和橫向振動，縱向振動是指錠子和筒管的上下竄動，而橫向振動表現(xiàn)為錠子的擺頭。錠子機電測試系統(tǒng)測試的軟件部分采用 LAB VIEW 軟件。 四、研究手段與方法 對于錠子振動的測試，采用的是先進的虛擬儀器技術(shù)。 3 初步擬定本課題的設(shè)計方案，包括硬件軟件部分的設(shè)計和實驗臺的設(shè)計。 7 翻譯外文資料。過大的振動是導(dǎo)致錠子不能正常工作的主要原因之一。虛擬儀器主要應(yīng)用于自動測試、過程控制、儀器設(shè)計和數(shù)據(jù)分析等領(lǐng)域，其基本思想就是在測試系統(tǒng) 或儀器設(shè)計中盡可能地用軟件代替硬件，即 “ 軟件就是儀器 ” 。 vibration。錠子的作用是卷繞成形，即將紡成的細(xì)紗按一定的成形要求卷繞在筒管上，便于運輸儲藏和加工。直到目前為止，環(huán)錠紗仍處于統(tǒng)治地位。 Dl200型高速錠子，就是針對上述錠子的缺陷而設(shè)計的新型錠子，即分離式彈性支承錠子，由于它上下支承分離，且上支承壓配于錠腳內(nèi)，就減小了受外力干擾而產(chǎn)生的浮 動。反映改進優(yōu)劣的考核指標(biāo)是：（ 1）運轉(zhuǎn)速度，國內(nèi)最高達(dá) 22021轉(zhuǎn)／分左右。 隨著錠速的不斷提高，錠子結(jié)構(gòu)的不斷改進，由平面軸承的舊式錠子逐步發(fā)展到滾柱軸承剛性支承的普通錠子，而當(dāng)前廣泛采用的是彈性支承高速錠子。錐度太大時筒管插不牢，太小時則拔管困難。 的錐形，錠尖有一很小的圓球面，使其承受軸向載荷時減少磨損。它的上支承由上軸承連同軸承座壓配在錠腳中，錠底裝配在中心套筒內(nèi)，借彈簧元件組合裝在錠腳內(nèi)。 1錠桿 2上支承 3錠腳 4彈性圈 5中心套管 6卷簧 7錠底 8隔離圈 圖 11 錠子 武漢科技學(xué)院 2021 屆畢業(yè)設(shè)計（論文） 16 錠子高速回轉(zhuǎn)時會出現(xiàn)縱向振動和橫向振動，縱向振動是指錠子和筒管的上下竄動，而橫向振動表現(xiàn)為錠子的擺頭。 強迫振動是由于錠盤偏心、錠桿彎曲、筒管偏心等造成的振動，是由于周期性干擾力而引起的 一種周期性振動，其頻率與錠速相同，一般情況下隨錠速增大而增大。 產(chǎn)生進動的速度大約 8000轉(zhuǎn)／分左右，在高速時進動的方向與錠子旋轉(zhuǎn)的方向相同，在低速時進動的方向與錠速旋轉(zhuǎn)的方向相反，自激振動是研究錠子振動的主要對象。它的高頻部分是強迫振動，低頻部分是自激振動。在自激振動的情況下，錠子振動的振幅較僅有強迫振動時為大。反之，如運動不穩(wěn)定，出現(xiàn)自激振動或分諧共振，則振動軌跡就呈現(xiàn)不穩(wěn)定的內(nèi)或外擺線圖形。 由 于錠子本身和卷裝都存在高速回轉(zhuǎn)時引起劇烈的振動、沖擊和噪聲，并使其功率及磨損大大增加，最后導(dǎo)致錠子的壽命迅速下降。 錠子機電測試系統(tǒng)測試的軟件部分采用 LAB VIEW 軟件 。振動數(shù)據(jù)的采集是錠子振動特性分析與故障診斷的第一步。 2. 信號處理。 傳感器 傳感器完成信號的獲得，它將被測參量轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的可用輸出信號。在工程測試中，為表示儀器測量結(jié)果的可靠程 度，引入表示儀器精確度程度等級的概念 —— 精確度等級，用 A表示。 分辨率也是表示輸入 /輸出關(guān)系特性的指標(biāo)之一。 穩(wěn)定性 穩(wěn)定性是指在工作條件不變的情況下，傳感器工作性能在規(guī)定時間內(nèi)保持不變的能力。 傳感器及其調(diào)理電路 只有那些數(shù)值大小合適的電壓信號可以直接進入虛擬儀器平臺外，大多數(shù)被測信號要經(jīng)由傳感器及其調(diào)理電路才能進入虛擬儀器系統(tǒng)，也可以說虛擬儀器的輸入信號大多數(shù)來自傳感器及其調(diào)理電路。將非電壓輸出信號轉(zhuǎn)換為電壓信號。下面分別介紹一下硬件和軟件平臺。 虛擬儀器 以往的錠子機電測試系統(tǒng)測試采用傳統(tǒng)儀器示波器。 隨著 現(xiàn)代計算機技術(shù)和信息技術(shù)的迅猛發(fā)展 ，出現(xiàn)了 虛擬儀 化，集成化 模塊化 ， 參數(shù)整定與修改實時化 ， 硬件平臺通用 化等技術(shù)。虛擬儀器的關(guān)鍵技術(shù)是其總線技術(shù)和以圖形化編程方法為核心的軟件技術(shù)。內(nèi)插卡式就是將各種數(shù)據(jù)采集卡插入計算機擴展槽，再加上必要的連接電纜或探頭，就可形成一個儀器。