專利名稱：一種軸系、軸承故障模擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于機(jī)械故障模擬技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種軸系、軸承故障模擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
軸承、齒輪、連接軸故障實(shí)驗(yàn)裝置作為旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷的典型裝置，對(duì)于相關(guān)學(xué)科的學(xué)生及科研人員進(jìn)行旋轉(zhuǎn)機(jī)械的故障研究提供了很好的實(shí)驗(yàn)對(duì)象，通過實(shí)驗(yàn)裝置的模擬故障設(shè)置，科研方便地進(jìn)行故障診斷研究。現(xiàn)有技術(shù)的軸承、軸系故障模擬實(shí)驗(yàn)裝置一般將電機(jī)通過聯(lián)軸器直接與故障轉(zhuǎn)軸連接，這樣多次實(shí)驗(yàn)操作之后，與故障轉(zhuǎn)軸連接的聯(lián)軸器、傳動(dòng)軸及電機(jī)都容易受損，不利于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的獲取，也降低了實(shí)驗(yàn)裝置整體的使用壽命O

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種結(jié)構(gòu)合理、整體使用壽命較長(zhǎng)的軸系、軸承故障模擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。為實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型之目的，采用以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)一種軸系、軸承故障模擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，包括有底座、電機(jī)、傳動(dòng)軸、旋轉(zhuǎn)軸及套設(shè)在旋轉(zhuǎn)軸上的軸承A、軸承B及至少一個(gè)可添加負(fù)載的旋轉(zhuǎn)圓盤；所述的電機(jī)固定安裝在電機(jī)安裝座上，電機(jī)輸出軸連接有主動(dòng)帶輪，所述的傳動(dòng)軸通過傳動(dòng)軸支座固定安裝在底座上，傳動(dòng)軸一端設(shè)有有從動(dòng)帶輪，從動(dòng)帶輪通過傳動(dòng)帶與所述電機(jī)輸出軸的主動(dòng)帶輪傳動(dòng)連接，傳動(dòng)軸另一端通過聯(lián)軸器與旋轉(zhuǎn)軸一端連接；所述的軸承A和軸承B分別安裝在軸承安裝座A和軸承安裝座B上，軸承安裝座A和軸承安裝座B安裝在一軸系安裝板上,軸承安裝座A上設(shè)有傳感器；軸系安裝板上設(shè)有至少兩個(gè)用以與底座定位的軸系平衡定位銷，至少兩個(gè)用以與底座固定連接的緊固螺釘，且軸系安裝板上供緊固螺釘穿過的孔為圓弧孔，各個(gè)圓弧孔分布在同一個(gè)圓弧上；所述的底座上旋轉(zhuǎn)軸兩側(cè)還設(shè)有用以調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)軸位置的軸位置調(diào)節(jié)件；所述的傳感器與信號(hào)采集系統(tǒng)信號(hào)輸入端連接，信號(hào)采集系統(tǒng)信號(hào)輸出端與計(jì)算機(jī)連接。作為優(yōu)選方案電機(jī)安裝座設(shè)有至少兩個(gè)與電機(jī)輸出軸垂直的條形孔，電機(jī)安裝座通過穿過條形孔的螺釘連接至底座上；另外，底座上電機(jī)安裝座兩側(cè)對(duì)稱設(shè)置有兩個(gè)調(diào)節(jié)電機(jī)位置的電機(jī)位置調(diào)節(jié)件，且電機(jī)位置調(diào)節(jié)件的調(diào)節(jié)方向與電機(jī)的輸出軸方向相互垂直；所述的電機(jī)位置調(diào)節(jié)件包括與底座固定連接的調(diào)節(jié)座，與調(diào)節(jié)座螺接的調(diào)節(jié)螺釘，以及螺接在調(diào)節(jié)螺釘上的鎖緊螺母，所述的電機(jī)安裝座上對(duì)應(yīng)調(diào)節(jié)螺釘前端的位置設(shè)有定位塊A0作為優(yōu)選方案所述的軸承A連接于旋轉(zhuǎn)軸上遠(yuǎn)離電機(jī)的一端，軸承B連接于旋轉(zhuǎn)軸上靠近電機(jī)的一端，所述的旋轉(zhuǎn)圓盤位于軸承A和軸承B之間。作為優(yōu)選方案所述的旋轉(zhuǎn)圓盤上設(shè)有多個(gè)用以連接螺釘或負(fù)載的螺孔，各個(gè)螺孔以旋轉(zhuǎn)圓盤中心為圓心以圓周陣列均勻分布。[0008]作為優(yōu)選方案所述的軸位置調(diào)節(jié)件設(shè)有兩個(gè)，分別設(shè)置在底座上沿旋轉(zhuǎn)軸對(duì)稱的兩側(cè)，軸系安裝板上相應(yīng)的位置設(shè)有與軸位置調(diào)節(jié)件配合的定位塊B;所述的底座上設(shè)有用以測(cè)量軸系安裝板位置的百分表，百分表緊挨軸位置調(diào)節(jié)件設(shè)置，百分表的測(cè)量探頭與軸系安裝板側(cè)面相抵。與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本實(shí)用新型的有益效果是由于旋轉(zhuǎn)軸通過聯(lián)軸器連接傳動(dòng)軸，傳動(dòng)軸再通過傳動(dòng)帶與電機(jī)連接，這樣，在對(duì)旋轉(zhuǎn)軸及軸承A、軸承B等部分進(jìn)行故障模擬實(shí)驗(yàn)時(shí)，故障零件導(dǎo)致的機(jī)械振動(dòng)不會(huì)直接傳導(dǎo)至電機(jī)對(duì)電機(jī)產(chǎn)生影響，總體上延長(zhǎng)了模擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)整體的使用壽命。

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是電機(jī)位置調(diào)節(jié)件部分的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為故障診斷軟件的工作流程圖。1、底座；2、電機(jī)安裝座；201、定位塊A ;3、電機(jī)；4、電機(jī)位置調(diào)節(jié)件；401調(diào)節(jié)座；402、鎖緊螺母；403、調(diào)節(jié)螺釘；5、傳動(dòng)帶；6、主動(dòng)帶輪；7、聯(lián)軸器；12、軸位置調(diào)節(jié)件；13、軸系安裝板；131、定位塊B ;132、圓弧孔；14、軸系平衡定位銷；15、軸承A ;16、緊固螺釘；17、軸承安裝座A ;171、傳感器；18、百分表；19、徑向加載裝置；20、旋轉(zhuǎn)圓盤；21、旋轉(zhuǎn)軸；22、軸承B ;23、軸承安裝座B ;24、傳動(dòng)軸；25、傳動(dòng)軸支座；26、從動(dòng)帶輪。
具體實(shí)施方式
下面根據(jù)附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
做一個(gè)詳細(xì)的說明。根據(jù)圖1至圖3所示的一種軸系、軸承故障模擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，包括有底座1、電機(jī)3、傳動(dòng)軸24、旋轉(zhuǎn)軸21及套設(shè)在旋轉(zhuǎn)軸21上的軸承A15、軸承B22及至少一個(gè)可添加負(fù)載的旋轉(zhuǎn)圓盤20 ;所述的電機(jī)3固定安裝在電機(jī)安裝座2上，電機(jī)3輸出軸連接有主動(dòng)帶輪6，所述的傳動(dòng)軸24通過傳動(dòng)軸支座25固定安裝在底座I上，傳動(dòng)軸24 —端設(shè)有有從動(dòng)帶輪26，從動(dòng)帶輪26通過傳動(dòng)帶5與所述電機(jī)3輸出軸的主動(dòng)帶輪6傳動(dòng)連接，傳動(dòng)軸24另一端通過聯(lián)軸器7與旋轉(zhuǎn)軸21 —端連接；所述的軸承A15和軸承B22分別安裝在軸承安裝座A17和軸承安裝座B23上，軸承安裝座A17和軸承安裝座B23安裝在一軸系安裝板13上，軸承安裝座A17上設(shè)有傳感器171 ;軸系安裝板13上設(shè)有至少兩個(gè)用以與底座I定位的軸系平衡定位銷14，至少兩個(gè)用以與底座I固定連接的緊固螺釘16，且軸系安裝板13上供緊固螺釘16穿過的孔為圓弧孔132，各個(gè)圓弧孔132分布在同一個(gè)圓弧上；所述的底座I上旋轉(zhuǎn)軸21兩側(cè)還設(shè)有用以調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)軸21位置的軸位置調(diào)節(jié)件12 ;所述的傳感器171與信號(hào)采集系統(tǒng)信號(hào)輸入端連接，信號(hào)采集系統(tǒng)信號(hào)輸出端與計(jì)算機(jī)連接。所述的軸系平衡定位銷14與底座I及軸系安裝板13緊密配合，使旋轉(zhuǎn)軸21與傳動(dòng)軸24嚴(yán)格同軸，即保證軸系可運(yùn)行于正常狀態(tài)。所述的軸位置調(diào)節(jié)件12結(jié)構(gòu)與電機(jī)位置調(diào)節(jié)件4 一致，配合設(shè)置在軸系安裝板13上的定位塊B131，用以調(diào)整軸系安裝板13與底座I的相對(duì)位置，軸系安裝板13沿所述的圓弧孔132轉(zhuǎn)動(dòng)以改變其與底座I的相對(duì)位置，圓弧孔132配合緊固螺釘16用以將軸系安裝板13與底座I固定，可用于模擬旋轉(zhuǎn)軸21不對(duì)中的故障狀態(tài)。[0017]電機(jī)安裝座2設(shè)有至少兩個(gè)與電機(jī)3輸出軸垂直的條形孔202，電機(jī)安裝座2通過穿過條形孔202的螺釘連接至底座I上；另外，底座I上電機(jī)安裝座2兩側(cè)對(duì)稱設(shè)置有兩個(gè)調(diào)節(jié)電機(jī)位置的電機(jī)位置調(diào)節(jié)件4，且電機(jī)位置調(diào)節(jié)件4的調(diào)節(jié)方向與電機(jī)2的輸出軸方向相互垂直；所述的電機(jī)位置調(diào)節(jié)件4包括與底座I固定連接的調(diào)節(jié)座401，與調(diào)節(jié)座401螺接的調(diào)節(jié)螺釘403，以及螺接在調(diào)節(jié)螺釘403上的鎖緊螺母402，所述的電機(jī)安裝座2上對(duì)應(yīng)調(diào)節(jié)螺釘403前端的位置設(shè)有定位塊A201。所述的軸承A15連接于旋轉(zhuǎn)軸21上遠(yuǎn)離電機(jī)3的一端，軸承B22連接于旋轉(zhuǎn)軸21上靠近電機(jī)3的一端,所述的旋轉(zhuǎn)圓盤20位于軸承A15和軸承B22之間。所述的旋轉(zhuǎn)圓盤20上設(shè)有多個(gè)用以連接螺釘或負(fù)載的螺孔，各個(gè)螺孔以旋轉(zhuǎn)圓盤20中心為圓心以圓周陣列均勻分布。在旋轉(zhuǎn)軸21上旋轉(zhuǎn)圓盤20與軸承A15之間設(shè)有對(duì)旋轉(zhuǎn)軸施加徑向壓力的徑向加載裝置19，徑向加載裝置19包括與軸系安裝板13固定連接的支撐座，以及與旋轉(zhuǎn)軸21連接的軸承，支撐座與軸承之間連接有用以調(diào)節(jié)軸承徑向位置的調(diào)節(jié)螺桿件，且調(diào)節(jié)螺桿件與軸系安裝板13相垂直。所述的調(diào)節(jié)螺桿件至少包括有外端連接有手輪的螺桿部以及與螺桿部同軸連接的軸承安裝部。通過調(diào)整調(diào)節(jié)螺桿件使軸承產(chǎn)生豎直方向的徑向位移，可模擬旋轉(zhuǎn)軸不對(duì)中的狀態(tài)。所述的軸位置調(diào)節(jié)件4設(shè)有兩個(gè)，其結(jié)構(gòu)與電機(jī)位置調(diào)節(jié)件結(jié)構(gòu)一致，分別設(shè)置在底座I上沿旋轉(zhuǎn)軸21對(duì)稱的兩側(cè)，軸系安裝板13上相應(yīng)的位置設(shè)有與軸位置調(diào)節(jié)件4配合的定位塊B131 ;所述的底座I上設(shè)有用以測(cè)量軸系安裝板13位置的百分表18，百分表18緊挨軸位置調(diào)節(jié)件4設(shè)置，百分表18的測(cè)量探頭與軸系安裝板13側(cè)面相抵。通過百分表18可顯示軸系安裝板13與底座I的相對(duì)位置數(shù)值。進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，先確認(rèn)傳動(dòng)帶5與主動(dòng)帶輪6、從動(dòng)帶輪26是否連接好，若傳動(dòng)帶5張力過大或過小，則松開電機(jī)安裝座2條形孔202處的螺釘，調(diào)節(jié)電機(jī)位置調(diào)節(jié)件4的調(diào)節(jié)螺釘403，以調(diào)整傳動(dòng)帶張力(用手指按，約沉下IOmm左右的程度)，然后旋緊條形孔202處的螺釘使電機(jī)安裝座2與底座I完全固定。接著接通電機(jī)3電源，調(diào)整電機(jī)3至需要的轉(zhuǎn)速，確認(rèn)各個(gè)軸承、旋轉(zhuǎn)軸21均運(yùn)行正常后，斷開電機(jī)3電源。故障實(shí)驗(yàn)包括有下列幾種一、將軸承A15換為有故障的軸承，缺陷類型有軸承內(nèi)圈損傷、外圈損傷、滾珠損傷。也可使用外圈尺寸偏小的軸承或者松開軸承座的固定件使軸承與軸承安裝座A17產(chǎn)生松動(dòng)進(jìn)行故障實(shí)驗(yàn)。二、在旋轉(zhuǎn)圓盤20上增加負(fù)載，產(chǎn)生軸不平衡缺陷進(jìn)行故障模擬實(shí)驗(yàn)。三、松開軸系平衡定位銷14及緊固螺釘16，通過軸位置調(diào)節(jié)件12調(diào)整軸系安裝板13與底座I之間產(chǎn)生偏移，通過百分表18觀察偏移量，鎖緊緊固螺釘16后，可模擬旋轉(zhuǎn)軸21不對(duì)中故障。四、調(diào)整徑向加載裝置19的調(diào)節(jié)螺桿件使軸承產(chǎn)生豎直方向的徑向位移，可模擬旋轉(zhuǎn)軸21不對(duì)中的故障，該種故障情況可與第“三”種軸不對(duì)中故障一起模擬。五、調(diào)整電機(jī)3的轉(zhuǎn)速，模擬上述各種故障情況在不同速度條件下的故障特征。安裝于軸承安裝座A17上的傳感器171測(cè)得旋轉(zhuǎn)軸21或軸承A15運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)信號(hào)，經(jīng)信號(hào)采集系統(tǒng)處理后送至計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)上的信號(hào)采集軟件將獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行保存及顯示，計(jì)算機(jī)上的故障診斷軟件獲取數(shù)據(jù)后對(duì)故障進(jìn)行診斷分析，最終確認(rèn)故障產(chǎn)生原因。所述的故障診斷軟件的工作流程如圖3所示。在所述的底座1、電機(jī)安裝座2、軸系安裝板13等不產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的部位也可安裝傳感器，可用以對(duì)比其它位置所測(cè)得的故障數(shù)據(jù)信息。上述實(shí)施例僅為本專利較好的實(shí)施方式，凡采用本技術(shù)方案描述的構(gòu)造、特征及在其精神原理上的變化、修飾均屬于本專利的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種軸系、軸承故障|吳擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于 包括有底座、電機(jī)、傳動(dòng)軸、旋轉(zhuǎn)軸及套設(shè)在旋轉(zhuǎn)軸上的軸承A、軸承B及至少一個(gè)可添加負(fù)載的旋轉(zhuǎn)圓盤； 所述的電機(jī)固定安裝在電機(jī)安裝座上，電機(jī)輸出軸連接有主動(dòng)帶輪，所述的傳動(dòng)軸通過傳動(dòng)軸支座固定安裝在底座上，傳動(dòng)軸一端設(shè)有有從動(dòng)帶輪，從動(dòng)帶輪通過傳動(dòng)帶與所述電機(jī)輸出軸的主動(dòng)帶輪傳動(dòng)連接，傳動(dòng)軸另一端通過聯(lián)軸器與旋轉(zhuǎn)軸一端連接；所述的軸承A和軸承B分別安裝在軸承安裝座A和軸承安裝座B上，軸承安裝座A和軸承安裝座B安裝在一軸系安裝板上，軸承安裝座A上設(shè)有傳感器； 軸系安裝板上設(shè)有至少兩個(gè)用以與底座定位的軸系平衡定位銷，至少兩個(gè)用以與底座固定連接的緊固螺釘，且軸系安裝板上供緊固螺釘穿過的孔為圓弧孔，各個(gè)圓弧孔分布在同一個(gè)圓弧上；所述的底座上旋轉(zhuǎn)軸兩側(cè)還設(shè)有用以調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)軸位置的軸位置調(diào)節(jié)件； 所述的傳感器與信號(hào)采集系統(tǒng)信號(hào)輸入端連接，信號(hào)采集系統(tǒng)信號(hào)輸出端與計(jì)算機(jī)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種軸系、軸承故障模擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于電機(jī)安裝座設(shè)有至少兩個(gè)與電機(jī)輸出軸垂直的條形孔，電機(jī)安裝座通過穿過條形孔的螺釘連接至底座上；另外，底座上電機(jī)安裝座兩側(cè)對(duì)稱設(shè)置有兩個(gè)調(diào)節(jié)電機(jī)位置的電機(jī)位置調(diào)節(jié)件，且電機(jī)位置調(diào)節(jié)件的調(diào)節(jié)方向與電機(jī)的輸出軸方向相互垂直；所述的電機(jī)位置調(diào)節(jié)件包括與底座固定連接的調(diào)節(jié)座，與調(diào)節(jié)座螺接的調(diào)節(jié)螺釘，以及螺接在調(diào)節(jié)螺釘上的鎖緊螺母，所述的電機(jī)安裝座上對(duì)應(yīng)調(diào)節(jié)螺釘前端的位置設(shè)有定位塊A。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種軸系、軸承故障模擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于所述的軸承A連接于旋轉(zhuǎn)軸上遠(yuǎn)離電機(jī)的一端，軸承B連接于旋轉(zhuǎn)軸上靠近電機(jī)的一端，所述的旋轉(zhuǎn)圓盤位于軸承A和軸承B之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的一種軸系、軸承故障模擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于所述的旋轉(zhuǎn)圓盤上設(shè)有多個(gè)用以連接螺釘或負(fù)載的螺孔，各個(gè)螺孔以旋轉(zhuǎn)圓盤中心為圓心以圓周陣列均勻分布。
5.根據(jù)權(quán)利要求1一種軸系、軸承故障模擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于所述的軸位置調(diào)節(jié)件設(shè)有兩個(gè)，分別設(shè)置在底座上沿旋轉(zhuǎn)軸對(duì)稱的兩側(cè)，軸系安裝板上相應(yīng)的位置設(shè)有與軸位置調(diào)節(jié)件配合的定位塊B ;所述的底座上設(shè)有用以測(cè)量軸系安裝板位置的百分表，百分表緊挨軸位置調(diào)節(jié)件設(shè)置，百分表的測(cè)量探頭與軸系安裝板側(cè)面相抵。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種軸系、軸承故障模擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，包括有底座、電機(jī)、傳動(dòng)軸、旋轉(zhuǎn)軸及套設(shè)在旋轉(zhuǎn)軸上的軸承A、軸承B及至少一個(gè)可添加負(fù)載的旋轉(zhuǎn)圓盤；所述的電機(jī)固定安裝在電機(jī)安裝座上，電機(jī)通過傳動(dòng)帶與傳動(dòng)軸連接，傳動(dòng)軸另一端通過聯(lián)軸器與旋轉(zhuǎn)軸一端連接；所述的軸承A和軸承B分別安裝在軸承安裝座A和軸承安裝座B上，軸承安裝座A和軸承安裝座B安裝在一軸系安裝板上，軸承安裝座A上設(shè)有傳感器。由于旋轉(zhuǎn)軸通過聯(lián)軸器連接傳動(dòng)軸，傳動(dòng)軸再通過傳動(dòng)帶與電機(jī)連接，這樣，在對(duì)旋轉(zhuǎn)軸及軸承A、軸承B等部分進(jìn)行故障模擬實(shí)驗(yàn)時(shí)，故障零件導(dǎo)致的機(jī)械振動(dòng)不會(huì)直接傳導(dǎo)至電機(jī)對(duì)電機(jī)產(chǎn)生影響，總體上延長(zhǎng)了模擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)整體的使用壽命。
文檔編號(hào)G01M13/04GK202903482SQ201220664949
公開日2013年4月24日 申請(qǐng)日期2012年12月3日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月3日
發(fā)明者崔穎, 劉維, 呂晨煥, 劉鈺 申請(qǐng)人:中國計(jì)量學(xué)院