旋转机械故障模拟实验系统

摘要

本发明公开了一种旋转机械故障模拟实验系统，包括有设置在同一底座上的电机，由该电机驱动的齿轮故障模拟装置，轴系、轴承故障模拟装置；设置在两装置上的传感器A和传感器B与信号采集系统连接，信号采集系统连接计算机，计算机上装有信号采集软件和故障诊断软件，该系统可实现轴承、轴系、齿轮各种类型故障的模拟。其中轴系及轴承部分可同时进行轴承故障、安装不良，轴不平衡、轴不对中等多处故障模拟，操作使用方便，节约空间，且节省设备成本。

主权项

一种旋转机械故障模拟实验系统，其特征在于：包括有设置在同一底座上的电机，由该电机驱动的齿轮故障模拟装置，轴系、轴承故障模拟装置；所述的电机固定安装在电机安装座上，电机输出轴连接有带轮，电机安装座设有至少两个与电机转轴垂直的条形孔，电机安装座通过穿过条形孔的螺钉连接至底座上；另外，底座上电机安装座两侧对称设置有两个调节电机位置的电机位置调节件，且电机位置调节件的调节方向与电机的转轴方向相互垂直；所述的齿轮故障模拟装置包括有传动轴A，由至少两个齿轮构成的齿轮箱以及磁粉扭力器；所述的传动轴A通过传动轴支座A固定安装在底座上，传动轴A一端设有带轮A，带轮A通过传动带与所述电机输出轴的带轮传动连接，传动轴A另一端通过联轴器与齿轮箱输入轴连接；齿轮箱的输出轴通过联轴器与所述的磁粉扭力器连接；所述的齿轮箱上设置有用以检测齿轮箱内齿轮运行参数的传感器A；所述的轴系、轴承故障模拟装置包括有传动轴B，旋转轴及套设在旋转轴上的轴承A、轴承B及至少一个可添加负载的旋转圆盘以及一个径向加载装置；所述的传动轴B通过传动轴支座B固定安装在底座上，传动轴B一端设有有带轮B，带轮B通过传动带与所述电机输出轴的带轮传动连接，传动轴B另一端通过联轴器与旋转轴一端连接；所述的轴承A和轴承B分别安装在轴承安装座A和轴承安装座B上，轴承安装座A和轴承安装座B安装在一轴系安装板上，轴承安装座A上设有传感器B；轴系安装板上设有至少两个用以与底座定位的轴系平衡定位销，至少两个用以与底座固定连接的紧固螺钉，且轴系安装板上供紧固螺钉穿过的孔为圆弧孔，各个圆弧孔分布在同一个圆弧上；所述的底座上旋转轴两侧还设有用以调节旋转轴位置的轴位置调节件；所述的传感器A、传感器B分别与信号采集系统电联接；所述的电机位置调节件包括与底座固定连接的调节座，与调节座螺接的调节螺钉，以及螺接在调节螺钉上的锁紧螺母，所述的电机安装座上对应调节螺钉前端的位置设有定位块A；所述的轴承A连接于旋转轴上远离电机的一端，轴承B连接于旋转轴上靠近电机的一端，所述的旋转圆盘及径向加载装置位于轴承A和轴承B之间；所述的旋转圆盘上设有多个用以连接螺钉或负载的螺孔，各个螺孔以旋转圆盘中心为圆心以圆周阵列均匀分布；所述的径向加载装置包括与轴系安装板固定连接的支撑座，以及与旋转轴连接的轴承，支撑座与轴承之间连接有用以调节轴承径向位置的调节螺杆件，且调节螺杆件与轴系安装板相垂直；所述的圆弧孔设有两个，位于轴系安装板上远离电机的一侧；所述的轴位置调节件设有两个，分别设置在底座上沿旋转轴对称的两侧，轴系安装板上相应的位置设有与轴位置调节件配合的定位块B；所述的底座上设有用以测量轴系安装板位置的百分表，百分表紧挨轴位置调节件设置，百分表的测量探头与轴系安装板侧面相抵；当使用齿轮故障模拟装置进行实验时，若传动带是与带轮B连接的，则松开电机安装座条形孔处的螺钉及电机位置调节件的调节螺钉，取下传动带，将之与电机的输出轴上的带轮及带轮A连接，旋紧调节螺钉，调整传动带张力，然后旋紧条形孔处的螺钉使电机安装座与底座完全固定；接着接通电机电源，调整电机至需要的转速，确认此时齿轮箱及磁粉扭力器均正常工作后，断开电机电源；接着可进行齿轮故障模拟，关闭电机电源后，拆开齿轮箱，换上有缺陷的齿轮，重新装好齿轮箱后，启动电机电源，调节电机至需要转速后，启动磁粉扭力器给齿轮箱加负载；安装于齿轮箱上的传感器A测得齿轮箱运转时产生的振动信号，经信号采集系统处理后送至计算机，计算机上的信号采集软件将获取的数据进行保存及显示，计算机上的故障诊断软件获取数据后对故障进行诊断分析，最终确认故障产生原因；当使用轴系、轴承故障模拟装置进行实验时，如上述齿轮故障模拟装置，先确认电机输出轴的带轮与带轮B通过传动带连接，且各个轴承、旋转轴均运行正常后，断开电机电源；故障实验包括有下列几种：一、将轴承A换为有故障的轴承，类型有：轴承内圈损伤、外圈损伤、滚珠损伤；或者使用外圈尺寸偏小的轴承或者松开轴承座的固定件使轴承与轴承安装座A产生松动进行故障实验；二、在旋转圆盘上增加负载，产生轴不平衡缺陷；三、松开轴系平衡定位销及紧固螺钉，通过轴位置调节件调整轴系安装板与底座之间产生偏移，通过百分表观察偏移量，锁紧紧固螺钉后，可模拟旋转轴不对中故障；四、调整径向加载装置的调节螺杆件使轴承产生竖直方向的径向位移，可模拟旋转轴不对中的故障，该种故障情况可以与第“三”种轴不对中故障一起模拟；五、调整电机的转速，模拟上述各种故障情况在不同速度条件下的故障特征。