CN202903482U

CN202903482U - 一种轴系、轴承故障模拟实验系统

Info

Publication number: CN202903482U
Application number: CN 201220664949
Authority: CN
Inventors: 崔颖; 刘维; 吕晨焕; 刘钰
Original assignee: China Jiliang University
Current assignee: China Jiliang University
Priority date: 2012-12-03
Filing date: 2012-12-03
Publication date: 2013-04-24
Anticipated expiration: 2022-12-03

Abstract

本实用新型公开了一种轴系、轴承故障模拟实验系统，包括有底座、电机、传动轴、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；所述的电机固定安装在电机安装座上，电机通过传动带与传动轴连接，传动轴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。由于旋转轴通过联轴器连接传动轴，传动轴再通过传动带与电机连接，这样，在对旋转轴及轴承A、轴承B等部分进行故障模拟实验时，故障零件导致的机械振动不会直接传导至电机对电机产生影响，总体上延长了模拟实验系统整体的使用寿命。

Description

一种轴系、轴承故障模拟实验系统

技术领域

本实用新型属于机械故障模拟技术领域，具体涉及一种轴系、轴承故障模拟实验系统。

背景技术

轴承、齿轮、连接轴故障实验装置作为旋转机械故障诊断的典型装置，对于相关学科的学生及科研人员进行旋转机械的故障研究提供了很好的实验对象，通过实验装置的模拟故障设置，科研方便地进行故障诊断研究。现有技术的轴承、轴系故障模拟实验装置一般将电机通过联轴器直接与故障转轴连接，这样多次实验操作之后，与故障转轴连接的联轴器、传动轴及电机都容易受损，不利于实验数据的获取，也降低了实验装置整体的使用寿命。

实用新型内容

本实用新型的目的是：针对现有技术存在的不足，提供一种结构合理、整体使用寿命较长的轴系、轴承故障模拟实验系统。

为实现本实用新型之目的，采用以下技术方案予以实现：一种轴系、轴承故障模拟实验系统，包括有底座、电机、传动轴、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；所述的电机固定安装在电机安装座上，电机输出轴连接有主动带轮，所述的传动轴通过传动轴支座固定安装在底座上，传动轴一端设有有从动带轮，从动带轮通过传动带与所述电机输出轴的主动带轮传动连接，传动轴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；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；所述的传感器与信号采集系统信号输入端连接，信号采集系统信号输出端与计算机连接。

作为优选方案：电机安装座设有至少两个与电机输出轴垂直的条形孔，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输出轴方向相互垂直；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。

作为优选方案：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，所述的旋转圆盘位于轴承A和轴承B之间。

作为优选方案：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。

作为优选方案：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。

与现有技术相比较，本实用新型的有益效果是：由于旋转轴通过联轴器连接传动轴，传动轴再通过传动带与电机连接，这样，在对旋转轴及轴承A、轴承B等部分进行故障模拟实验时，故障零件导致的机械振动不会直接传导至电机对电机产生影响，总体上延长了模拟实验系统整体的使用寿命。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是电机位置调节件部分的结构示意图。

图3为故障诊断软件的工作流程图。

1、底座；2、电机安装座；201、定位块A；3、电机；4、电机位置调节件；401调节座；402、锁紧螺母；403、调节螺钉；5、传动带；6、主动带轮；7、联轴器；12、轴位置调节件；13、轴系安装板；131、定位块B；132、圆弧孔；14、轴系平衡定位销；15、轴承A；16、紧固螺钉；17、轴承安装座A；171、传感器；18、百分表；19、径向加载装置；20、旋转圆盘；21、旋转轴；22、轴承B；23、轴承安装座B；24、传动轴；25、传动轴支座；26、从动带轮。

具体实施方式

下面根据附图对本实用新型的具体实施方式做一个详细的说明。

根据图1至图3所示的一种轴系、轴承故障模拟实验系统，包括有底座1、电机3、传动轴24、旋转轴21及套设在旋转轴21上的轴承A15、轴承B22及至少一个可添加负载的旋转圆盘20；所述的电机3固定安装在电机安装座2上，电机3输出轴连接有主动带轮6，所述的传动轴24通过传动轴支座25固定安装在底座1上，传动轴24一端设有有从动带轮26，从动带轮26通过传动带5与所述电机3输出轴的主动带轮6传动连接，传动轴24另一端通过联轴器7与旋转轴21一端连接；所述的轴承A15和轴承B22分别安装在轴承安装座A17和轴承安装座B23上，轴承安装座A17和轴承安装座B23安装在一轴系安装板13上，轴承安装座A17上设有传感器171；轴系安装板13上设有至少两个用以与底座1定位的轴系平衡定位销14，至少两个用以与底座1固定连接的紧固螺钉16，且轴系安装板13上供紧固螺钉16穿过的孔为圆弧孔132，各个圆弧孔132分布在同一个圆弧上；所述的底座1上旋转轴21两侧还设有用以调节旋转轴21位置的轴位置调节件12；所述的传感器171与信号采集系统信号输入端连接，信号采集系统信号输出端与计算机连接。

所述的轴系平衡定位销14与底座1及轴系安装板13紧密配合，使旋转轴21与传动轴24严格同轴，即保证轴系可运行于正常状态。所述的轴位置调节件12结构与电机位置调节件4一致，配合设置在轴系安装板13上的定位块B131，用以调整轴系安装板13与底座1的相对位置，轴系安装板13沿所述的圆弧孔132转动以改变其与底座1的相对位置，圆弧孔132配合紧固螺钉16用以将轴系安装板13与底座1固定，可用于模拟旋转轴21不对中的故障状态。

电机安装座2设有至少两个与电机3输出轴垂直的条形孔202，电机安装座2通过穿过条形孔202的螺钉连接至底座1上；另外，底座1上电机安装座2两侧对称设置有两个调节电机位置的电机位置调节件4，且电机位置调节件4的调节方向与电机2的输出轴方向相互垂直；所述的电机位置调节件4包括与底座1固定连接的调节座401，与调节座401螺接的调节螺钉403，以及螺接在调节螺钉403上的锁紧螺母402，所述的电机安装座2上对应调节螺钉403前端的位置设有定位块A201。

所述的轴承A15连接于旋转轴21上远离电机3的一端，轴承B22连接于旋转轴21上靠近电机3的一端，所述的旋转圆盘20位于轴承A15和轴承B22之间。

所述的旋转圆盘20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20中心为圆心以圆周阵列均匀分布。

在旋转轴21上旋转圆盘20与轴承A15之间设有对旋转轴施加径向压力的径向加载装置19，径向加载装置19包括与轴系安装板13固定连接的支撑座，以及与旋转轴21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13相垂直。所述的调节螺杆件至少包括有外端连接有手轮的螺杆部以及与螺杆部同轴连接的轴承安装部。通过调整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状态。

所述的轴位置调节件4设有两个，其结构与电机位置调节件结构一致，分别设置在底座1上沿旋转轴21对称的两侧，轴系安装板13上相应的位置设有与轴位置调节件4配合的定位块B131；所述的底座1上设有用以测量轴系安装板13位置的百分表18，百分表18紧挨轴位置调节件4设置，百分表18的测量探头与轴系安装板13侧面相抵。通过百分表18可显示轴系安装板13与底座1的相对位置数值。

进行实验时，先确认传动带5与主动带轮6、从动带轮26是否连接好，若传动带5张力过大或过小，则松开电机安装座2条形孔202处的螺钉，调节电机位置调节件4的调节螺钉403，以调整传动带张力（用手指按，约沉下10mm左右的程度），然后旋紧条形孔202处的螺钉使电机安装座2与底座1完全固定。

接着接通电机3电源，调整电机3至需要的转速，确认各个轴承、旋转轴21均运行正常后，断开电机3电源。

故障实验包括有下列几种：

一、将轴承A15换为有故障的轴承，缺陷类型有：轴承内圈损伤、外圈损伤、滚珠损伤。也可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A17产生松动进行故障实验。

二、在旋转圆盘20上增加负载，产生轴不平衡缺陷进行故障模拟实验。

三、松开轴系平衡定位销14及紧固螺钉16，通过轴位置调节件12调整轴系安装板13与底座1之间产生偏移，通过百分表18观察偏移量，锁紧紧固螺钉16后，可模拟旋转轴21不对中故障。

四、调整径向加载装置19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21不对中的故障，该种故障情况可与第“三”种轴不对中故障一起模拟。

五、调整电机3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。

安装于轴承安装座A17上的传感器171测得旋转轴21或轴承A15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。所述的故障诊断软件的工作流程如图3所示。

在所述的底座1、电机安装座2、轴系安装板13等不产生旋转运动的部位也可安装传感器，可用以对比其它位置所测得的故障数据信息。

上述实施例仅为本专利较好的实施方式，凡采用本技术方案描述的构造、特征及在其精神原理上的变化、修饰均属于本专利的保护范围。

Claims

1.一种轴系、轴承故障模拟实验系统，其特征在于：

包括有底座、电机、传动轴、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；

所述的电机固定安装在电机安装座上，电机输出轴连接有主动带轮，所述的传动轴通过传动轴支座固定安装在底座上，传动轴一端设有有从动带轮，从动带轮通过传动带与所述电机输出轴的主动带轮传动连接，传动轴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；

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；

所述的传感器与信号采集系统信号输入端连接，信号采集系统信号输出端与计算机连接。

2.根据权利要求1所述的一种轴系、轴承故障模拟实验系统，其特征在于：电机安装座设有至少两个与电机输出轴垂直的条形孔，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输出轴方向相互垂直；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。

3.根据权利要求1所述的一种轴系、轴承故障模拟实验系统，其特征在于：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，所述的旋转圆盘位于轴承A和轴承B之间。

4.根据权利要求1或3所述的一种轴系、轴承故障模拟实验系统，其特征在于：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。

5.根据权利要求1一种轴系、轴承故障模拟实验系统，其特征在于：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。