CN112781873A - 一种变速箱故障诊断模拟系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种变速箱故障诊断模拟系统：包括底座、动力发生装置、负载模拟装置及用于检测待测设备参数的传感器组件，底座设有交叉设置且阵列分布的底座T型槽，输入传动盘连接于动力发生装置，输出传动盘连接于负载模拟装置；负载模拟装置包括安装于待测设备上表面的负载空气压缩机，负载空气压缩机通过变速箱二连接于输出传动盘，负载空气压缩机还连接用于抵消负载空气压缩机重力的平衡装置；本发明在对待测设备进行检测或模拟的过程中能够最大限度的隔绝动力发生装置、负载模拟装置对监测设备的影响，而是仅仅向待测设备传递扭矩，这样就使得测试及模拟效果较好，避免动力源及负载机构对测试结果产生影响。

Description

一种变速箱故障诊断模拟系统

技术领域

本发明涉及变速箱检修、模拟技术领域，具体涉及一种变速箱故障诊断模拟系统。

背景技术

随着工业技术的不断进步，旋转设备趋向于复杂化、大型化、自动化、高速化发展，并对各行各业的发展起到了关键的作用。然而，由于旋转设备中变速箱工作时间长、以及工作环境相对恶劣等条件，机组可能会出现各种故障，影响设备的正常工作，不但造成企业的经济损失，影响最终产品的质量和产量等目标效益；而且也会严重影响生产过程运行的安全性，甚至引发厂毁人亡的严重事故。据相关资料分析，在旋转机械故障中齿轮箱发生的故障约为70%。所以，对变速箱进行故障诊断与监测非常有必要，对其进行故障诊断模拟的研究非常有价值。

因此，为了预防旋转设备安全事故的发生，提升其故障诊断、模拟水平，急需一种能够精确检测变速箱故障的故障检测模拟系统。

发明内容

为解决现有技术中的不足，本发明提供一种变速箱故障诊断模拟系统，解决了现有技术中变速箱检测功能单一、精度较低的技术问题。

为了实现上述目标，本发明采用如下技术方案：

一种变速箱故障诊断模拟系统，应用于待测设备，待测设备设有输入传动盘、输出传动盘，其特征在于：包括底座、动力发生装置、负载模拟装置及用于检测待测设备参数的传感器组件，底座设有交叉设置且阵列分布的底座T型槽，输入传动盘连接于动力发生装置，输出传动盘连接于负载模拟装置；

负载模拟装置包括安装于待测设备上表面的负载空气压缩机，负载空气压缩机通过变速箱二连接于输出传动盘，负载空气压缩机还连接用于抵消负载空气压缩机重力的平衡装置；

负载空气压缩机包括出气孔、进气口，出气孔设有出气阀门及出气压力表，进气口设有进气口阀门及进气压力表。

作为本发明的一种优选方案，前述的一种变速箱故障诊断模拟系统：平衡装置包括立柱、横梁及平衡气缸，立柱连接于底座，横梁连接于立柱及平衡气缸的一端，平衡气缸的另一端连接于负载空气压缩机，且平衡气缸导通于压缩空气发生装置。

作为本发明的一种优选方案，前述的一种变速箱故障诊断模拟系统：负载空气压缩机通过至少两个压板连接于待测设备，压板的两端通过螺纹拉杆连接于待测设备，压板还设有多个用于按压负载空气压缩机的螺纹顶杆。

作为本发明的一种优选方案，前述的一种变速箱故障诊断模拟系统：输出传动盘通过变速箱二连接于负载空气压缩机的动力输入端，变速箱二包括变速箱固定板、主动链轮、被动轮、张紧轮及连接于主动链轮、被动轮、张紧轮的链条，变速箱固定板设有腰型孔，主动链轮可滑动并锁定于腰型孔的某一位置，被动轮连接于负载空气压缩机的动力输入端，主动链轮连接于输出传动盘，张紧轮连接于链条的松弛侧；

被动轮通过若干径向均布的径向T型槽二连接于负载空气压缩机的动力输入端。

作为本发明的一种优选方案，前述的一种变速箱故障诊断模拟系统：变速箱固定板还设有横向滑槽，张紧轮可滑动连接于横向滑槽，张紧轮通过丝杠、啮合于丝杠的张紧螺母使张紧轮固定于横向滑槽的某一固定位置。

作为本发明的一种优选方案，前述的一种变速箱故障诊断模拟系统：底座上表面依次通过Y向滑座、X向滑座连接于待测设备，X向滑座与待测设备之间还设有Z向传感器一、Z向传感器二，且Z向传感器一、Z向传感器二分别设置于输入传动盘轴线的两侧；X向传感器一、X向传感器二、Y向传感器一、Y向传感器二、Z向传感器一、Z向传感器二均与控制面板相连接；

传感器组件包括X向传感器一、X向传感器二、Y向传感器一、Y向传感器二、Z向传感器一及Z向传感器二，X向传感器一、X向传感器二、Y向传感器一、Y向传感器二均通过传感器安装架安装于底座，传感器安装架连接于底座T型槽。

作为本发明的一种优选方案，前述的一种变速箱故障诊断模拟系统：动力发生装置包括支架、升降架、变速箱一及动力输入电机，动力输入电机的动力输出端连接于变速箱一，支架设有竖向导柱，升降架可竖向滑动连接于竖向导柱，变速箱一可横向滑动连接于升降架，支架设有用于驱动升降架沿着竖向导柱滑动的升降气缸。

作为本发明的一种优选方案，前述的一种变速箱故障诊断模拟系统：升降架通过横向导轨及弹性横移组件连接于变速箱一，弹性横移组件包括Y向电机、连接于Y向电机动力输出端的丝杠，丝杠设有与之匹配的传动螺母，支架还设有分别位于传动螺母两侧的挡板，两块挡板与传动螺母之间均通过套接于丝杠的缓冲弹簧连接；

传动螺母还设有横向导柱，横向导柱可横向滑动连接于两个挡板。

作为本发明的一种优选方案，前述的一种变速箱故障诊断模拟系统：变速箱一的动力输出端通过连接盘连接于输入传动盘，连接盘设有若干径向均布的径向T型槽，径向T型槽内设有T型螺栓，T型螺栓连接于输入传动盘。

作为本发明的一种优选方案，前述的一种变速箱故障诊断模拟系统：变速箱一的动力输出轴是花键轴，连接盘设有花键支架，花键支架设有与连接盘轴心同心设置的花键孔，花键轴连接于花键孔。

本发明所达到的有益效果：

相对于现有技术，本发明在对待测设备进行检测或模拟的过程中能够最大限度的隔绝动力发生装置、负载模拟装置对监测设备的影响，而是仅仅向待测设备传递扭矩，这样就使得测试及模拟效果较好，避免动力源及负载机构对测试结果产生影响，尤其是加速度及振动测试。

其中升降气缸、弹性横移组件以及花键轴与连接盘的花键配合能够使待测设备与动力发生装置、负载模拟装置具备一定的自由度包括三个横移自由度。负载空气压缩机不与底座接触，并且负载空气压缩机的重力通过平衡气缸抵消，能够避免负载空气压缩机自重对测试结果带来影响。再者，负载空气压缩机与待测设备之间的扭矩属于内力，在负载空气压缩机的重力被平衡的前提下，不会影响到对于待测设备的检测。

变速箱二能够满足不同中心距输入、输出的测试要求。

附图说明

图1是本发明整体结构俯视图；

图2是本发明支架、升降架及连接盘的主视图；

图3是图1中A-A面剖视图；

图4是本发明平衡装置、压板的主视图；

图5是本发明变速箱二主视图；

附图标记的含义：1-底座；2-传感器安装架；3-待测设备；4-连接盘；5-变速箱一；6-升降架；7-支架；8-弹性横移组件；11-X向滑座；12-Y向滑座；21-X向传感器一；22- X向传感器二；23- Y向传感器一；24- Y向传感器二；25-Z向传感器一；26-Z向传感器二；31-输入传动盘；32-输出传动盘；41-径向T型槽一；42-T型螺栓；43-花键支架；51-花键轴；52-动力输入电机；53-挡板；54-升降气缸；71-竖向导柱；81-丝杠；82-传动螺母；83-横向导柱；84-缓冲弹簧；85-Y向电机；9-负载空气压缩机；10-压板；91-变速箱二；911-变速箱固定板；912-腰型孔；913-主动链轮；914-被动轮；915-径向T型槽二；916-横向滑槽；917-张紧轮；918-丝杠；919-张紧螺母；92-出气孔；921-出气阀门；922-出气压力表；93-进气口；931-进气口阀门；932-进气压力表；94-立柱；95-横梁；96-平衡气缸；97-蓄能器；101-螺纹拉杆；102-螺纹顶杆；111-控制面板。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

如图1至图5所示：本实施例公开了一种变速箱故障诊断模拟系统，应用于待测设备3，待测设备3设有输入传动盘31、输出传动盘32，其特征在于：包括底座1、动力发生装置、负载模拟装置及用于检测待测设备3参数的传感器组件，底座1设有交叉设置且阵列分布的底座T型槽，输入传动盘31连接于动力发生装置，输出传动盘32连接于负载模拟装置；

负载模拟装置包括安装于待测设备3上表面的负载空气压缩机9，负载空气压缩机9通过变速箱二91连接于输出传动盘32，负载空气压缩机9还连接用于抵消负载空气压缩机9重力的平衡装置；

负载空气压缩机9包括出气孔92、进气口93，出气孔92设有出气阀门921及出气压力表922，进气口93设有进气口阀门931及进气压力表932。本实施例通过调整出气孔92、进气口93的出气量实现对负载空气压缩机9输入功率的调整。为了保证负载空气压缩机9负载功率的稳定性，本实施例负载空气压缩机9与出气孔92之间还设有蓄能器97。

平衡装置包括立柱94、横梁95及平衡气缸96，立柱94连接于底座1，横梁95连接于立柱94及平衡气缸96的一端，平衡气缸96的另一端连接于负载空气压缩机9，且平衡气缸96导通于压缩空气发生装置，平衡气缸96产生的拉力用于抵消负载空气压缩机9的重力。

结合图1及图4：负载空气压缩机9通过至少两个压板10连接于待测设备3，压板10的两端通过螺纹拉杆101连接于待测设备3，螺纹拉杆101的下端通过螺纹连接于待测设备3的上表面，若待测设备3的上表面没有螺纹孔，则可采用焊接螺母的方式对螺纹拉杆101进行固定。压板10还设有多个用于按压负载空气压缩机9的螺纹顶杆102。通过上述描述可以看出，对负载空气压缩机9进行固定的多个螺纹顶杆102能够保证负载空气压缩机9的可靠固定，即使其上表面是不规则形状依然能够实现固定。

输出传动盘32通过变速箱二91连接于负载空气压缩机9的动力输入端，变速箱二91包括变速箱固定板911、主动链轮913、被动轮914、张紧轮917及连接于主动链轮913、被动轮914、张紧轮917的链条，变速箱固定板911设有腰型孔912，主动链轮913可滑动并锁定于腰型孔912的某一位置，被动轮914连接于负载空气压缩机9的动力输入端，主动链轮913连接于输出传动盘32，张紧轮917连接于链条的松弛侧，用于使链条处于张紧状态。变速箱固定板911还设有横向滑槽916，张紧轮917可滑动连接于横向滑槽916，张紧轮917通过丝杠918、啮合于丝杠918的张紧螺母919使张紧轮917固定于横向滑槽916的某一固定位置。丝杠918一端连接于张紧轮917的中心轴，另一端通过螺纹连接于张紧螺母919，通过旋转张紧螺母919实现张紧轮917在横向位置的调整。

为了满足不同规格负载空气压缩机9动力输入端的连接，本实施例被动轮914通过若干径向均布的径向T型槽二915连接于负载空气压缩机9的动力输入端。

底座1上表面依次通过Y向滑座12、X向滑座11连接于待测设备3，X向滑座11与待测设备3之间还设有Z向传感器一25、Z向传感器二26，且Z向传感器一25、Z向传感器二26分别设置于输入传动盘31轴线的两侧；这样的目的是便于根据Z向传感器一25、Z向传感器二26以及待测设备3的规格（包含其尺寸及重量）来计算工作过程中其综合扭矩的大小。X向传感器一21、X向传感器二22、Y向传感器一23、Y向传感器二24、Z向传感器一25、Z向传感器二26均与控制面板111相连接；

传感器组件包括X向传感器一21、X向传感器二22、Y向传感器一23、Y向传感器二24、Z向传感器一25及Z向传感器二26，X向传感器一21、X向传感器二22、Y向传感器一23、Y向传感器二24均通过传感器安装架2安装于底座1，传感器安装架2连接于底座T型槽。

其中，动力发生装置包括支架7、升降架6、变速箱一5及动力输入电机52，动力输入电机52的动力输出端连接于变速箱一5，支架7设有竖向导柱71，升降架6可竖向滑动连接于竖向导柱71，变速箱一5可横向滑动连接于升降架6，支架7设有用于驱动升降架6沿着竖向导柱71滑动的升降气缸54。本实施例之所以采用升降气缸54是因为相对于油缸或其他形式的机械刚性连接，气缸具备一定的缓冲功能，能够在一定程度上避免动力发生装置向待测设备3产生额外的作用力。

升降架6通过横向导轨及弹性横移组件8连接于变速箱一5，弹性横移组件8包括Y向电机85、连接于Y向电机85动力输出端的丝杠81，丝杠81设有与之匹配的传动螺母82，支架7还设有分别位于传动螺母82两侧的挡板53，两块挡板53与传动螺母82之间均通过套接于丝杠81的缓冲弹簧84连接。传动螺母82还设有横向导柱83，横向导柱83可横向滑动连接于两个挡板53。横向导柱83用于抵消弹性横移组件8工作过程中产生的扭矩，避免其转动。

传动螺母82还设有横向导柱83，横向导柱83可横向滑动连接于两个挡板53。

为了补偿输入传动盘31、输出传动盘32产生的轴向窜动，本实施例变速箱一5的动力输出轴是花键轴51，连接盘4设有花键支架43，花键支架43设有与连接盘4轴心同心设置的花键孔，花键轴51连接于花键孔。

变速箱一5的动力输出轴是花键轴51，连接盘4设有花键支架43，花键支架43设有与连接盘4轴心同心设置的花键孔，花键轴51连接于花键孔。

本实施例的负载模拟装置包括负载空气压缩机9，通过控制进气口93，出气孔92的进出气量及气压大小能够实现对负载空气压缩机9负载扭矩、功率的调整，其中蓄能器97能够使负载空气压缩机9的负载趋于稳定。

工作时，动力输入电机52用于模拟工作扭矩，工作扭矩经过连接盘4传输至待测设备3，最后传递至负载空气压缩机9。通过对动力输入电机52、负载空气压缩机9工作参数的设定实现实际工作状态的模拟，在模拟过程中，各个传感器实时采集待测设备3的各项参数。通过各传感器获取的振动、输入与输出转速差异、噪声、异响、温度、油液磨粒大小等相关参数显示在控制面板111的显示器上，对比与分析从而实现对待测设备3的诊断与检测。其中负载空气压缩机9不与底座1接触，并且负载空气压缩机9的重力通过平衡气缸96抵消，能够避免负载空气压缩机9自重对测试结果带来影响。再者，负载空气压缩机9与待测设备3之间的扭矩属于内力，在负载空气压缩机9的重力被平衡的前提下，不会影响到对于待测设备3的检测。

相对于现有技术，本实施例在对待测设备3进行检测或模拟的过程中能够最大限度的隔绝动力发生装置、负载模拟装置对监测设备的影响，而是仅仅向待测设备3传递扭矩，这样就使得测试及模拟效果较好，避免动力源及负载机构对测试结果产生影响，尤其是加速度及振动测试。

其中升降气缸54、弹性横移组件8以及花键轴51与连接盘4的花键配合能够使待测设备3与动力发生装置、负载模拟装置具备一定的自由度（包括三个横移自由度）。再者，动力发生装置与底座1相互独立，能够满足不同位置的输入传动盘31、输出传动盘32的检测或模拟需求。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种变速箱故障诊断模拟系统，应用于待测设备（3），所述待测设备（3）设有输入传动盘（31）、输出传动盘（32），其特征在于：包括底座（1）、动力发生装置、负载模拟装置及用于检测待测设备（3）参数的传感器组件，所述底座（1）设有交叉设置且阵列分布的底座T型槽，所述输入传动盘（31）连接于动力发生装置，所述输出传动盘（32）连接于负载模拟装置；

所述负载模拟装置包括安装于待测设备（3）上表面的负载空气压缩机（9），所述负载空气压缩机（9）通过变速箱二（91）连接于输出传动盘（32），所述负载空气压缩机（9）还连接用于抵消负载空气压缩机（9）重力的平衡装置；

所述负载空气压缩机（9）包括出气孔（92）、进气口（93），所述出气孔（92）设有出气阀门（921）及出气压力表（922），所述进气口（93）设有进气口阀门（931）及进气压力表（932）。

2.根据权利要求1所述的一种变速箱故障诊断模拟系统，其特征在于：所述平衡装置包括立柱（94）、横梁（95）及平衡气缸（96），所述立柱（94）连接于底座（1），所述横梁（95）连接于立柱（94）及平衡气缸（96）的一端，所述平衡气缸（96）的另一端连接于负载空气压缩机（9），且平衡气缸（96）导通于压缩空气发生装置。

3.根据权利要求1所述的一种变速箱故障诊断模拟系统，其特征在于：所述负载空气压缩机（9）通过至少两个压板（10）连接于待测设备（3），所述压板（10）的两端通过螺纹拉杆（101）连接于待测设备（3），所述压板（10）还设有多个用于按压负载空气压缩机（9）的螺纹顶杆（102）。

4.根据权利要求1所述的一种变速箱故障诊断模拟系统，其特征在于：所述输出传动盘（32）通过变速箱二（91）连接于负载空气压缩机（9）的动力输入端，所述变速箱二（91）包括变速箱固定板（911）、主动链轮（913）、被动轮（914）、张紧轮（917）及连接于主动链轮（913）、被动轮（914）、张紧轮（917）的链条，所述变速箱固定板（911）设有腰型孔（912），所述主动链轮（913）可滑动并锁定于腰型孔（912）的某一位置，所述被动轮（914）连接于负载空气压缩机（9）的动力输入端，所述主动链轮（913）连接于输出传动盘（32），所述张紧轮（917）连接于链条的松弛侧；

所述被动轮（914）通过若干径向均布的径向T型槽二（915）连接于负载空气压缩机（9）的动力输入端。

5.根据权利要求3所述的一种变速箱故障诊断模拟系统，其特征在于：所述变速箱固定板（911）还设有横向滑槽（916），所述张紧轮（917）可滑动连接于横向滑槽（916），所述张紧轮（917）通过丝杠（918）、啮合于丝杠（918）的张紧螺母（919）使张紧轮（917）固定于横向滑槽（916）的某一固定位置。

6.根据权利要求1所述的一种变速箱故障诊断模拟系统，其特征在于：所述底座（1）上表面依次通过Y向滑座（12）、X向滑座（11）连接于待测设备（3），所述X向滑座（11）与待测设备（3）之间还设有Z向传感器一（25）、Z向传感器二（26），且Z向传感器一（25）、Z向传感器二（26）分别设置于输入传动盘（31）轴线的两侧；所述X向传感器一（21）、X向传感器二（22）、Y向传感器一（23）、Y向传感器二（24）、Z向传感器一（25）、Z向传感器二（26）均与控制面板（111）相连接；

所述传感器组件包括X向传感器一（21）、X向传感器二（22）、Y向传感器一（23）、Y向传感器二（24）、Z向传感器一（25）及Z向传感器二（26），所述X向传感器一（21）、X向传感器二（22）、Y向传感器一（23）、Y向传感器二（24）均通过传感器安装架（2）安装于底座（1），所述传感器安装架（2）连接于底座T型槽。

7.根据权利要求1所述的一种变速箱故障诊断模拟系统，其特征在于：所述动力发生装置包括支架（7）、升降架（6）、变速箱一（5）及动力输入电机（52），所述动力输入电机（52）的动力输出端连接于变速箱一（5），所述支架（7）设有竖向导柱（71），所述升降架（6）可竖向滑动连接于竖向导柱（71），所述变速箱一（5）可横向滑动连接于升降架（6），所述支架（7）设有用于驱动升降架（6）沿着竖向导柱（71）滑动的升降气缸（54）。

8.根据权利要求6所述的一种变速箱故障诊断模拟系统，其特征在于：所述升降架（6）通过横向导轨及弹性横移组件（8）连接于变速箱一（5），所述弹性横移组件（8）包括Y向电机（85）、连接于Y向电机（85）动力输出端的丝杠（81），所述丝杠（81）设有与之匹配的传动螺母（82），所述支架（7）还设有分别位于传动螺母（82）两侧的挡板（53），两块挡板（53）与传动螺母（82）之间均通过套接于丝杠（81）的缓冲弹簧（84）连接；

所述传动螺母（82）还设有横向导柱（83），所述横向导柱（83）可横向滑动连接于两个挡板（53）。

9.根据权利要求7所述的一种变速箱故障诊断模拟系统，其特征在于：所述变速箱一（5）的动力输出端通过连接盘（4）连接于输入传动盘（31），所述连接盘（4）设有若干径向均布的径向T型槽（41），所述径向T型槽（41）内设有T型螺栓（42），所述T型螺栓（42）连接于输入传动盘（31）。

10.根据权利要求8所述的一种变速箱故障诊断模拟系统，其特征在于：所述变速箱一（5）的动力输出轴是花键轴（51），所述连接盘（4）设有花键支架（43），所述花键支架（43）设有与连接盘（4）轴心同心设置的花键孔，所述花键轴（51）连接于花键孔。

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