CN110057589A - 一种对虾分级设备故障模拟与检测实验台 - Google Patents
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Abstract
一种对虾分级设备故障模拟与检测实验台，利用壳座位置调节装置改变活动轴辊易换轴承壳座端相对于驱动端的位置，模拟对虾分级设备活动轴辊轴承不对中故障并由传感器检测振动信号。通过更换易换轴承壳座内的故障轴承模拟轴承损伤故障并由传感器检测振动信号。通过松动固定轴辊非驱动端轴承座的紧定螺栓模拟支承松动故障并由传感器检测振动信号。通过安装及调整固定轴辊大圆盘上的质量块模拟轴辊弯曲变形引起的不平衡故障，由振动位移测量装置检测振动信号。还能模拟及检测由单一故障组合成的复合故障。用于对虾分级设备故障机理研究和故障特征提取方法研究，有利于主动维护设备、提高设备利用率、保证分级精确度。
Description
技术领域
本发明涉及一种对虾分级设备故障模拟与检测实验台，属于水产品加工设备实验研究技术领域。
背景技术
对虾营养丰富，社会需求量大，在规模养殖条件下，对虾粗加工常采用分级设备进行分级，达到差异化销售的目的，分级设备多为倾斜轴辊式结构，实际中随着对虾批次不同其尺寸大小范围也不同，因此需要经常调整活动轴辊相对于固定轴辊的轴线间距，时常会产生活动轴辊两端的轴承不对中故障，同时由于水侵蚀、振动、大跨度等工作条件的影响易出现轴承损坏、支承松动、轴辊弯曲变形引起转子质量不平衡等故障，影响设备分级的精度和工作可靠性。
现有故障检测实验平台由于机械结构的不同，难以准确模拟和检测对虾分级设备关键零部件故障，不利于开展其故障机理和诊断方法的实验研究。本实验台根据对虾分级设备的结构、运动工况及故障特点，有针对性的进行实验装置设计，有利于准确分析该类分级设备故障机理和探索故障特征提取新方法，有利于主动维护设备，提高开动率、提高分级准确性和工作可靠性。
发明内容
本发明的目的是为弥补现有技术的不足，提供一种对虾分级设备故障模拟与检测实验台，模拟和检测对虾分级设备轴承不对中故障、轴承结构故障、支承松动故障、轴辊不平衡故障以及由它们组合形成的复合故障。
本发明解决其技术问题的技术方案是：
一种对虾分级设备故障模拟与检测实验台，包括基础机架、轴辊支架、固定轴辊、活动轴辊、轴承座、易换轴承壳座、壳座位置调节装置、传动装置、升降装置、电动机、振动位移测量装置、质量偏心调节装置。所述轴辊支架一端与基础机架铰接，另一端与升降装置浮动连接；所述固定轴辊通过两个轴承座固定连接在轴辊支架上并通过联轴器与电动机相连；所述活动轴辊通过一个轴承座和易换轴承壳座连接在轴辊支架上；所述固定轴辊和活动轴辊的心轴是等直径金属材料、心轴外部包裹有变直径的非金属轻型材料；所述固定轴辊和活动轴辊的轴线正常状态下相互平行并与水平面倾斜且两轴辊外柱面之间的有效间隙由高到低逐渐变大；所述质量偏心调节装置安装在固定轴辊中部，包括阶梯盘中的大圆盘、固定盘以及质量块和螺纹紧固件。所述易换轴承壳座通过两个螺栓穿过轴辊支架上的长槽和垫板上的螺栓孔由螺母锁紧，且外端部依次装有调整垫片、轴承端盖和紧定螺栓，能够方便的更换易换轴承壳座内的故障轴承。所述壳座位置调节装置一端用连接板固定连接在轴辊支架上，另一端与易换轴承壳座用调节螺杆构成可动连接，能拉动或推动易换轴承壳座发生位置偏移，偏移量由安装于轴辊支架上且顶针与易换轴承壳座压紧的百分表显示。所述传动装置分别位于固定轴辊和活动轴辊的端部；所述升降装置位于基础机架的凹槽内，下端连接基础机架，上端支撑轴辊支架；所述电动机固定连接在轴辊支架上。
上述对虾分级设备故障模拟与检测实验台，根据实验研究的需要先模拟生产实际设置不同的故障类型，再由振动位移测量装置或振动加速度传感器检测振动信号，通过进一步信号分析诊断故障。实现实验台的故障模拟和检测功能，通过信号特征分析诊断故障。
上述对虾分级设备故障模拟与检测实验台，通过壳座位置调节装置使易换轴承壳座带动活动轴辊的该端发生位置偏移，模拟实际中在调节轴辊间隙时产生的活动轴辊两端轴承不对中故障，由易换轴承壳座上方的振动加速度传感器检测振动信号供研究需要。
上述对虾分级设备故障模拟与检测实验台，通过更换易换轴承壳座内具有点蚀、剥落、等结构损伤故障的轴承实现模拟分级设备轴承损伤故障，由易换轴承壳座上方的振动加速度传感器检测振动信号供研究需要。
上述对虾分级设备故障模拟与检测实验台，通过松动轴承座与轴辊支架的连接螺栓使轴承座处于松动状态，实现模拟支承松动故障，由松动轴承壳座上方的振动加速度传感器检测振动信号供研究需要。
上述对虾分级设备故障模拟与检测实验台，通过安装并调整固定轴辊大圆盘上由螺栓紧定的质量块来模拟轴辊弯曲变形引起的质量偏心转子不平衡故障，由振动位移测量装置检测振动位移信号供研究需要。
上述对虾分级设备故障模拟与检测实验台，通过调整升降装置模拟在不同倾斜角度时的各类故障状态并进行信号检测。
上述对虾分级设备故障模拟与检测实验台，如果把上述单一故障中的任意两类或几类同时实施，则能够模拟由这几类故障形成的复合故障。
本发明的一种对虾分级设备故障模拟与检测实验台，接近于现场实际设备情况，实现了生产实际设备的实验研究，该实验台整体结构紧凑、操作方便，能够模拟设备的多类单一故障及复合故障，为对虾分级设备故障机理和故障特征提取方法、故障诊断方法探索提供实验研究平台，也为对虾分级设备早期故障诊断以及视情维修研究提供硬件实验平台，对提高设备开动率和利用率、保证工作可靠性和分级精确度具有重要意义。
附图说明
图1为本发明总体结构示意图；
图2为本发明总体结构俯视图；
图3为易换轴承壳座与壳座位置调节装置、与轴辊支架连接关系示意图；
图4为故障轴承装配关系示意图；
图5为支承松动故障模拟示意图；
图6为振动位移测量装置、质量偏心调节装置示意图。
图中：1.基础机架，2.轴辊支架，3.固定轴辊，4.活动轴辊，5.轴承座，6.易换轴承壳座，7.壳座位置调节装置，8.传动装置，9.升降装置，10.电动机，11.振动位移测量装置，12.质量偏心调节装置，13.振动加速度传感器，14.百分表，61.垫板，62.调整垫片，63.轴承端盖，64.紧定螺栓，71.连接板，72.调节螺杆，111.磁座，112.传感器支架，113.位移传感器，121.大圆盘，122.固定盘，123.质量块。
具体实施方式
以下结合附图1-6，通过实例对本发明的结构和实现过程做进一步说明。
本发明的目的是设计出一种对虾分级设备故障模拟与检测实验台，包括基础机架1、轴辊支架2、固定轴辊3、活动轴辊4、轴承座5、易换轴承壳座6、壳座位置调节装置7、传动装置8、升降装置9、电动机10、振动位移测量装置11、质量偏心调节装置12。所述轴辊支架2一端与基础机架1通过转轴铰接，另一端与升降装置9浮动接触连接；所述固定轴辊3通过两端的轴承座固定连接在轴辊支架2上并通过联轴器与电动机10相连；所述活动轴4辊通过一个轴承座和易换轴承壳座6连接在轴辊支架2上。所述传动装置8分别位于固定轴辊3和活动轴辊4的端部，本实例采用齿轮传动方式；所述升降装置9在本实例中采用市场上的电推杆升降方式，所述升降装置9位于基础机架1的凹槽内，下端连接基础机架1，上端支撑轴辊支架2；所述电动机10固定连接在轴辊支架2上，实验时使两轴辊间柱面处方向向上转动；所述轴承座5和易换轴承壳座6的正上方装有振动加速度传感器，用于检测振动加速度信号。
本发明所述壳座位置调节装置7一端通过连接板71与轴辊支架2固定连接，另一端的调节螺杆72端部嵌入易换轴承壳座6的卡槽内构成可动连接；所述调节螺杆72端部设有旋转手柄且与连接板71构成螺旋副。
不对中故障实验时，首先松开易换轴承壳座6两侧与轴辊支架2的紧定螺栓，然后通过旋转调节螺杆72拉动或推动易换轴承壳座6发生偏移，即让活动轴辊4此端位置偏离正常位置，偏离量由与易换轴承壳座6左侧压紧的百分表14显示，最后锁紧松开的紧定螺栓，用于模拟活动轴辊两端的轴承不对中故障，实验中由易换轴承壳座6上方的振动加速度传感器检测振动信号，供研究需要或传送给信号分析仪进行故障信号分析。
本发明所述易换轴承壳座6通过两个螺栓穿过轴辊支架2上的长槽A和垫板61上的螺栓孔由螺母锁紧、外端部依次装有调整垫片62轴承端盖、63和紧定螺栓64。
轴承结构故障实验时，通过人为设置轴承内圈、外圈、滚动体的点蚀、剥落等结构损伤故障，再按图4装配关系装入易换轴承壳座6内，以增加或去除调整垫片62的方式压紧轴承，模拟轴承结构损伤故障，实验时由易换轴承壳座6上方的振动加速度传感器检测振动信号，供研究需要或传送给信号分析仪进行故障信号分析。
支承松动故障模拟实验时，如图5所示，通过松动轴承座5两端的紧定螺栓，使弹性垫片处于不同的松动状态，模拟不同松动程度下支承松动故障，实验中由轴承座5上方的振动加速度传感器检测振动信号，供研究需要或传送给信号分析仪进行故障信号分析。
如图6所示，本实例中所述固定轴辊3和活动轴辊4的心轴在采用等直径钢轴、心轴外部包裹有阶梯变直径的铸型尼龙；所述固定轴辊3和活动轴辊4的轴线正常状态下相互平行并与水平面倾斜且两轴辊外柱面之间的有效间隙由高到低逐渐变大；所述固定轴辊3中部装有质量偏心调节装置12，它包括阶梯盘中的大圆盘121、固定盘122以及质量块123和螺纹紧固件，大圆盘121的端面上用螺栓紧定安装质量块123，固定盘122用螺钉将质量偏心调节装置12紧定在固定轴辊3的心轴上。
本实例中所述振动位移测量装置11的传感器支架112通过磁座111固定在轴辊支架2上，所述传感器支架112在竖直和水平方向上分别安装有相互垂直的位移传感器113。
轴辊不平衡故障模拟实验时，将质量块123用螺栓紧定安装于大圆盘121的端面上，通过更换质量块123的大小及其在大圆盘121上不同的螺孔位置，模拟不同偏心质量、不同相位的轴辊不平衡故障，实验中利用位移传感器113检测固定轴辊铸型尼龙外柱面的振动信号变化情况，供研究需要或传送给信号分析仪进行故障信号分析。实验时可以沿固定轴辊3轴线方向方便移动磁座111的位置，以检测不同位置处的振动信号特点。
本实例所述升降装置9采用市场上的电推杆升降机构，通过调整升降装置9的高度，可以模拟不同倾斜角度时的各类故障，以分析振动信号的变化情况。
本实验装置也适用于实验研究由上述单一故障中的两类或几类形成的复合故障模拟和检测。譬如在设置轴承结构故障即按图4装配关系将故障轴承装入易换轴承壳座6后，再按轴承不对中故障操作步骤拉动易换轴承壳座6偏移正常位置，便可开展轴承结构故障和不对中故障所形成的复合故障实验研究。
本具体实施例仅是本发明的优选方式并非是限制本发明，本技术领域的研究人员根据本发明所做的非创造性的改动均应视为本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种对虾分级设备故障模拟与检测实验台，包括基础机架（1）、轴辊支架（2）、固定轴辊（3）、活动轴辊（4）、轴承座（5）、易换轴承壳座（6）、壳座位置调节装置（7）、传动装置（8）、升降装置（9）、电动机（10）、振动位移测量装置（11）、质量偏心调节装置（12），其特征在于：所述轴辊支架（2）一端与基础机架（1）铰接，另一端与升降装置（9）浮动连接；所述固定轴辊（3）通过两个轴承座固定连接在轴辊支架（2）上并通过联轴器与电动机（10）相连；所述活动轴辊（4）通过一个轴承座和易换轴承壳座（6）连接在轴辊支架（2）上；所述传动装置（8）分别位于固定轴辊（3）和活动轴辊（4）的端部；所述升降装置（9）位于基础机架（1）的凹槽内，下端连接基础机架（1），上端支撑轴辊支架（2）；所述电动机（10）固定连接在轴辊支架（2）上。
2.根据权利要求1所述的一种对虾分级设备故障模拟与检测实验台，其特征在于：所述固定轴辊（3）和活动轴辊（4）的心轴是等直径金属材料、心轴外部包裹有变直径的非金属轻型材料；所述固定轴辊（3）和活动轴辊（4）的轴线正常状态下相互平行并与水平面倾斜且两轴辊外柱面之间的有效间隙由高到低逐渐变大；所述固定轴辊（3）中部装有质量偏心调节装置（12），所述质量偏心调节装置（12）包括阶梯盘中的大圆盘（121）、固定盘（122）以及质量块（123）和螺纹紧固件，大圆盘（121）的端面上用螺栓紧定安装质量块（123），固定盘（122）用螺钉将质量偏心调节装置（12）紧定在固定轴辊（3）的心轴上。
3.根据权利要求1所述的一种对虾分级设备故障模拟与检测实验台，其特征在于：所述易换轴承壳座（6）通过两个螺栓穿过轴辊支架（2）上的长槽A和垫板（61）上的螺栓孔由螺母锁紧，且外端部依次装有调整垫片（62）、轴承端盖（63）和紧定螺栓（64）；所述易换轴承壳座（6）与安装在轴辊支架（2）上的百分表（14）的测杆压紧接触。
4.根据权利要求1所述的一种对虾分级设备故障模拟与检测实验台，其特征在于：所述壳座位置调节装置（7）一端通过连接板（71）与轴辊支架（2）固定连接，另一端的调节螺杆（72）端部嵌入易换轴承壳座（6）的卡槽内构成可动连接；所述调节螺杆（72）端部设有旋转手柄且与连接板（71）构成螺旋副。
5.根据权利要求1所述的一种对虾分级设备故障模拟与检测实验台，其特征在于：所述轴辊支架（2）上安装有振动位移测量装置（11），所述振动位移测量装置（11）的传感器支架（112）通过磁座（111）连接在轴辊支架（2）上，所述传感器支架（112）在竖直和水平方向上分别安装有相互垂直的位移传感器（113）。
6.根据权利要求1所述的一种对虾分级设备故障模拟与检测实验台，其特征在于：所述轴承座（5）和易换轴承壳座（6）的正上方安装有振动加速度传感器（13）。
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