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昆山漢吉龍測(cè)控技術(shù)有限公司
初級(jí)會(huì)員 | 第4年

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可視化氣體泄漏儀
振動(dòng)檢測(cè)儀
蒸汽疏水閥門故障儀
機(jī)械故障模擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)
工業(yè)聲學(xué)成像儀
激光對(duì)中儀
電機(jī)故障檢測(cè)系統(tǒng)
智能制造教學(xué)實(shí)訓(xùn)臺(tái)
模擬平臺(tái)及測(cè)試軟、硬件

昆山漢吉龍內(nèi)外雙轉(zhuǎn)子軸承齒輪綜合故障實(shí)驗(yàn)臺(tái)核心特點(diǎn)

時(shí)間:2025/7/8閱讀:37
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昆山漢吉龍內(nèi)外雙轉(zhuǎn)子軸承齒輪綜合故障實(shí)驗(yàn)臺(tái)是一款專為旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷與教學(xué)研發(fā)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備,融合了雙轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)、多故障模擬和智能監(jiān)測(cè)技術(shù),以下是其核心特點(diǎn):

一、雙轉(zhuǎn)子獨(dú)立驅(qū)動(dòng)與協(xié)同控制

  1. 內(nèi)外轉(zhuǎn)子分離設(shè)計(jì)

  2. 實(shí)驗(yàn)臺(tái)采用雙軸獨(dú)立驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),內(nèi)轉(zhuǎn)子(直徑 150mm)與外轉(zhuǎn)子(直徑 200mm)可分別通過變頻電機(jī)實(shí)現(xiàn) 0-6000rpm 無級(jí)調(diào)速,支持同向 / 反向旋轉(zhuǎn)及轉(zhuǎn)速差模擬1018。這種設(shè)計(jì)可復(fù)現(xiàn)工業(yè)場(chǎng)景中多級(jí)傳動(dòng)系統(tǒng)的復(fù)雜耦合故障,例如齒輪箱輸入輸出軸轉(zhuǎn)速差異導(dǎo)致的動(dòng)態(tài)不對(duì)中。

  3. 動(dòng)態(tài)負(fù)載加載能力

  4. 外轉(zhuǎn)子通過磁粉制動(dòng)器(0-100Nm)模擬實(shí)際工況下的軸向力、徑向力及傾覆力矩,內(nèi)轉(zhuǎn)子配置可編程轉(zhuǎn)矩加載系統(tǒng)(0-50Nm),可施加正弦波、脈沖等動(dòng)態(tài)載荷,精確研究負(fù)載變化對(duì)軸承 - 齒輪系統(tǒng)的損傷影響1820。

二、全生命周期故障模擬體系

  1. 軸承故障精準(zhǔn)植入

  • 標(biāo)配深溝球軸承(PH205),通過激光蝕刻技術(shù)預(yù)制點(diǎn)蝕(直徑 0.1-0.5mm)、線切割制造保持架裂紋等缺陷,支持內(nèi)圈、外圈、滾動(dòng)體及混合故障模式210。

  • 軸承座集成徑向加載單元(0-10kN 手動(dòng)預(yù)緊),可增強(qiáng)故障振動(dòng)信號(hào),模擬重載設(shè)備的軸承失效過程10。

  1. 齒輪傳動(dòng)復(fù)合故障模擬

  • 平行軸齒輪箱(傳動(dòng)比 4.97:1)配備電火花加工的斷齒(1/3 齒寬)、磨損齒(齒厚減少 10%-30%)及點(diǎn)蝕齒輪,行星齒輪箱可模擬齒根裂紋、缺齒等典型缺陷310。

  • 采用撥叉換位機(jī)構(gòu),支持運(yùn)行中切換不同齒輪組合,實(shí)時(shí)觀察故障信號(hào)的動(dòng)態(tài)演變2。

  1. 軸系故障多維復(fù)現(xiàn)

  • 通過調(diào)整底座頂絲實(shí)現(xiàn)軸系不對(duì)中(最大偏移量 ±1mm),模擬聯(lián)軸器瓢偏、安裝誤差等問題1018。

  • 轉(zhuǎn)子盤配置平衡孔,可添加 / 移除配重塊,精準(zhǔn)模擬單面 / 雙面不平衡(殘余不平衡量≤5g?mm)1118。

三、多物理場(chǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與分析

  1. 高精度傳感器網(wǎng)絡(luò)

  • 振動(dòng)監(jiān)測(cè):三向加速度傳感器(頻響 0.5-10kHz)安裝于軸承座 45° 方向,同步采集水平 / 垂直 / 軸向振動(dòng)信號(hào)210。

  • 過程參數(shù):非接觸式扭矩儀(±0.1% 精度)、光電編碼器(1024PPR)及紅外熱像儀(30Hz 幀率),實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速、扭矩、溫度場(chǎng)的多維度數(shù)據(jù)融合220。

  • 位移測(cè)量:電渦流傳感器(線性度 ±0.5%)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)軸頸振動(dòng)位移,分辨率達(dá) 1μm10。

  1. 智能數(shù)據(jù)分析平臺(tái)

  • 基于 PXIe 總線的 8 通道采集系統(tǒng)(采樣率 1-100kS/s),支持 μs 級(jí)同步數(shù)據(jù)采集,可捕捉高速啟停過程中的瞬態(tài)信號(hào)210。

  • 內(nèi)置 BALISHOOTER® 診斷軟件,自動(dòng)識(shí)別不平衡(2X 頻率異常)、不對(duì)中(1X 幅值升高)、軸承沖擊(高頻調(diào)制)等特征,分類準(zhǔn)確率 > 92%210。

  • 提供三維振動(dòng)云圖、軸心軌跡、FFT 頻譜(51200 線分辨率)及趨勢(shì)曲線,支持與 MATLAB、LabVIEW 等工具的數(shù)據(jù)交互1020。

四、模塊化設(shè)計(jì)與教學(xué)適配

  1. 快速重構(gòu)實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景

  • 關(guān)鍵部件(軸承座、齒輪軸)采用快拆設(shè)計(jì),5 分鐘內(nèi)可完成故障模塊更換,支持從單一故障到復(fù)合故障的教學(xué)進(jìn)階210。

  • 標(biāo)配透明防震安全罩(IK10 抗沖擊),互鎖開關(guān)在開啟時(shí)自動(dòng)停機(jī),既保障安全又便于觀察內(nèi)部傳動(dòng)狀態(tài)110。

  1. 教學(xué)科研雙模式

  • 基礎(chǔ)教學(xué)模式:通過觸控屏(10 英寸)預(yù)設(shè)故障類型,學(xué)生可通過聽診器、測(cè)溫儀等工具進(jìn)行現(xiàn)象觀察,建立故障 - 癥狀關(guān)聯(lián)610。

  • 科研模式:開放 PLC 控制接口(16 路 I/O),支持自定義加載曲線、傳感器配置及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)策略,滿足軸承壽命預(yù)測(cè)、齒輪疲勞裂紋擴(kuò)展等前沿研究需求1018。

  1. 虛擬仿真擴(kuò)展

  • 兼容 AR/VR 頭顯設(shè)備,學(xué)生可通過虛擬拆解觀察內(nèi)部故障點(diǎn),結(jié)合數(shù)字孿生技術(shù)實(shí)現(xiàn)物理實(shí)驗(yàn)與仿真分析的雙向驗(yàn)證619。

五、嚴(yán)苛環(huán)境適應(yīng)性與可靠性

  1. 工業(yè)級(jí)硬件配置

  • 臺(tái)架主體采用 T 型槽鑄鐵平臺(tái)(2m×1m×1.5m),固有頻率 > 200Hz,有效抑制外界振動(dòng)干擾1018。

  • 電氣系統(tǒng)具備過載斷電(響應(yīng) < 10ms)、振動(dòng)閾值報(bào)警及軟件容錯(cuò)(±1mm 位移限制)功能,保障長期運(yùn)行穩(wěn)定性210。

  1. 多場(chǎng)景應(yīng)用覆蓋

  • 教學(xué)實(shí)訓(xùn):已在國內(nèi) 20 余所高校的《設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)》課程中應(yīng)用,支持 “理論 - 仿真 - 實(shí)操 - 考核" 閉環(huán)教學(xué)26。

  • 科研測(cè)試:為風(fēng)電齒輪箱、盾構(gòu)機(jī)主軸承等裝備提供故障機(jī)理研究平臺(tái),已完成齒面磨損、軸承疲勞等全壽命測(cè)試39。

  • 企業(yè)培訓(xùn):通過模擬工廠實(shí)際故障案例(如風(fēng)機(jī)失衡、泵體氣蝕),提升技術(shù)人員的診斷與維修技能618。

六、技術(shù)參數(shù)與擴(kuò)展性

項(xiàng)目參數(shù)指標(biāo)轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)轉(zhuǎn)子 0-6000rpm,外轉(zhuǎn)子 0-5000rpm,轉(zhuǎn)速差 ±2000rpm 可調(diào)負(fù)載能力扭矩 0-100Nm(外轉(zhuǎn)子),軸向力 0-30kN(軸承座)傳感器精度振動(dòng)速度 ±1%,扭矩 ±0.1%,溫度 ±1℃數(shù)據(jù)采集8 通道同步采集,24 位 AD,最高采樣率 100kS/s擴(kuò)展性支持添加油液分析模塊、聲發(fā)射傳感器及無線監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn),構(gòu)建全生命周期健康管理系統(tǒng),

一、 平臺(tái)底座

1.1 材質(zhì)要求:優(yōu)質(zhì)T型槽鑄鐵焊接平臺(tái)。

1.2 ★外形尺寸 (長×寬×高):≥ 3000 mm × 1500 mm × 500 mm。

1.3 水平調(diào)節(jié)系統(tǒng):

配備楔形可調(diào)墊腳,用于現(xiàn)場(chǎng)安裝時(shí)精密調(diào)節(jié)臺(tái)面水平度。

楔形墊腳底部必須集成高性能減震橡膠墊。

減震墊功能要求:必須具備有效防滑、減震、降低運(yùn)行噪音功能。

二、 內(nèi)轉(zhuǎn)子驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)

2.1 電機(jī)類型:高精度異步伺服主軸電機(jī)。

2.2 額定電壓:380V AC ± 10%。

2.3 ★額定功率:≥ 22 kW。

2.4 ★許用轉(zhuǎn)速:≥ 6000 rpm。

2.5 內(nèi)轉(zhuǎn)子主體結(jié)構(gòu)要求:

總長度:≈ 1.3 m。

主要工作段軸徑:≥ ?30 mm。

三、 外轉(zhuǎn)子驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)

3.1 電機(jī)類型:高精度異步伺服主軸電機(jī)。

3.2 額定電壓:380V AC ± 10%。

3.3 ★額定功率:≥ 28 kW。

3.4 ★許用轉(zhuǎn)速:≥ 6000 rpm。

3.5 外轉(zhuǎn)子主體結(jié)構(gòu)要求:

總長度:≈ 0.7 m。

材料:高強(qiáng)度合金鋼。

性能要求:保證具備高強(qiáng)度及高韌性。

3.6 ★傳動(dòng)方式:通過錐齒輪進(jìn)行動(dòng)力傳遞。

四、 不平衡與力加載實(shí)驗(yàn)功能

4.1 內(nèi)外轉(zhuǎn)子主體結(jié)構(gòu)要求:具備安裝葉片的接口。

4.2 ★內(nèi)轉(zhuǎn)子加載能力:可施加軸向力進(jìn)行加載,最大加載力 ≥ 3 kN,軸向力加載裝置與齒輪箱減速系統(tǒng)為互換安裝,不可同時(shí)開展實(shí)驗(yàn)。

五、 機(jī)匣與碰磨實(shí)驗(yàn)功能

5.1 機(jī)匣配置:內(nèi)外轉(zhuǎn)子均配備專用機(jī)匣。

5.2 噴嘴安裝功能:外轉(zhuǎn)子機(jī)匣設(shè)計(jì)有可安裝噴嘴的接口。

5.3 位移測(cè)量系統(tǒng):

配備高精度百分表。

量程:≥ 4 mm。

5.4 碰磨實(shí)驗(yàn)要求:

外轉(zhuǎn)子機(jī)匣位置軸向可調(diào),能夠與轉(zhuǎn)子葉片發(fā)生可控碰磨。

配備的百分表用于實(shí)時(shí)測(cè)量機(jī)匣在碰磨過程中的位移量變化。

六、 ★控制系統(tǒng)與人機(jī)界面

6.1 控制器:集成PLC。

6.2 人機(jī)界面 (HMI):

顯示器類型:彩色工業(yè)級(jí)觸摸屏。

尺寸:≥ 10英寸。

6.3 操作界面要求:可視化圖形界面 (GUI),操作邏輯清晰,反應(yīng)靈敏。

6.4 實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)參數(shù)顯示 (包括但不限于):內(nèi)外轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速、電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩、驅(qū)動(dòng)電壓、驅(qū)動(dòng)電流。

6.5 控制功能要求:

實(shí)驗(yàn)臺(tái)智能啟停控制,轉(zhuǎn)速、負(fù)載控制。

6.6 控制柜要求:

基座配備可鎖止萬向腳輪。

具備急停按鈕及必要的安全保護(hù)電路。

七、 安全防護(hù)罩

7.1 材料與規(guī)格:≥ 1.5mm 厚度優(yōu)質(zhì)冷軋鋼板。

7.2 結(jié)構(gòu)要求:采用鈑金加工工藝成型,覆蓋實(shí)驗(yàn)臺(tái)主要運(yùn)動(dòng)部件,確保操作安全。

八、 傳動(dòng)與加載系統(tǒng)

8.1 內(nèi)轉(zhuǎn)子后置傳動(dòng)系統(tǒng):包含平行軸齒輪箱和行星輪齒輪箱兩套獨(dú)立傳動(dòng)減速系統(tǒng)。

8.2 ★平行軸齒輪箱要求:

傳動(dòng)比:≥ 1:1.5。

應(yīng)用:用于模擬平行軸齒輪故障實(shí)驗(yàn)。

8.3 ★行星輪齒輪箱要求:

傳動(dòng)比:≥ 1:5。

應(yīng)用:用于模擬行星輪系齒輪故障實(shí)驗(yàn)。

8.4 扭矩加載裝置:

類型:磁粉制動(dòng)器。

功能要求:可實(shí)時(shí)、精確控制施加在傳動(dòng)系統(tǒng)上的負(fù)載轉(zhuǎn)矩(負(fù)載范圍需匹配實(shí)驗(yàn)需求)。

安裝部位:齒輪箱輸出端。

九、 振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

9.1 測(cè)振設(shè)備:集成非接觸式激光測(cè)振儀。

9.2 功能要求:

實(shí)時(shí)采集實(shí)驗(yàn)臺(tái)關(guān)鍵測(cè)點(diǎn)的振動(dòng)情況。

系統(tǒng)分辨率與采樣頻率需滿足機(jī)器狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障特征識(shí)別要求。

9.3 數(shù)據(jù)分析要求:

原始振動(dòng)數(shù)據(jù)可通過標(biāo)準(zhǔn)格式導(dǎo)出,供后期分析處理

昆山漢吉龍內(nèi)外雙轉(zhuǎn)子軸承齒輪綜合故障實(shí)驗(yàn)臺(tái)通過 “物理模擬 - 數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng) - 虛擬驗(yàn)證" 的三維體系,為旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷提供了標(biāo)準(zhǔn)化研究平臺(tái),尤其在新能源、制造等領(lǐng)域的設(shè)備可靠性提升中發(fā)揮關(guān)鍵作用。


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