CN206132392U - 一种风机故障实验模拟平台 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种风机故障模拟实验平台，包括驱动装置、传动轴、轴承、轴承座、安装板和用于测试的风机，驱动装置和轴承座均固定在安装板上，驱动装置和风机通过传动轴连接，轴承安装在轴承座上，轴承与传动轴可转动连接，还包括用于检测驱动装置和轴承座的振动的振动传感器，以及与振动传感器连接的信号采集装置；将驱动装置、传动轴和风机等安装在同一安装板上，可真实模拟风机设备的多种常见故障，通过振动传感器检测数据，并通过信号采集装置采集所需的数据，可方便的实现风机故障的诊断和研究，有利于相关人员掌握风机设备的故障诊断技术。

Description

一种风机故障实验模拟平台

技术领域

本实用新型涉及机械故障模拟技术领域，特别是涉及一种风机故障实验模拟平台。

背景技术

风机是把机械能转换为气体压力和动能，并将气体输送出去的流体机械，属于旋转机械范畴，被广泛应用于生产生活中。

机械故障诊断是通过对设备在运行中状态信息的处理和分析，识别设备及其部件的实时技术状况，以预报和诊断设备有无故障为目的技术。在风机的实际工作环境中，其故障的发生具有正常到出现故障时间跨度长、偶然性以及难以复现等特点，不能给学习及研究人员及时提供故障数据进行研究，且通常也不允许直接在生产设备上进行故障研究实验，这些都给研究风机故障带来了难以解决的困难。

因此如何实现风机故障诊断和研究是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种风机故障实验模拟平台，使其能够模拟风机故障，实现风机故障的诊断和研究。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种风机故障模拟实验平台，包括驱动装置、传动轴、轴承、轴承座、安装板和用于测试的风机，所述驱动装置和所述轴承座均固定在所述安装板上，所述驱动装置和所述风机通过所述传动轴连接，所述轴承安装在所述轴承座上，所述轴承与所述传动轴可转动连接，还包括用于检测所述驱动装置和所述轴承座的振动的振动传感器，以及与所述振动传感器连接的信号采集装置。

优选地，所述安装板上还安装有用于检测所述传动轴的轴向位移和径向位移的电涡流传感器，所述电涡流传感器与所述信号采集装置连接。

优选地，所述安装板上还安装有用于检测所述轴承的温度的红外传感器，所述红外传感器与所述信号采集装置连接。

优选地，包括两个所述轴承和两个所述轴承座，其中一个轴承为正常轴承，另一个轴承为故障轴承。

优选地，所述安装板为T型槽平板，所述驱动装置、所述轴承座均通过螺钉固定在所述安装板上。

优选地，所述风机与所述传动轴过盈配合且通过键连接。

优选地，所述风机外设有保护罩。

优选地，所述传动轴上还安装有用于模拟所述传动轴不平衡缺陷的旋转圆盘。

优选地，所述旋转圆盘上设有多个用于安装螺钉的螺孔，多个所述螺孔以所述旋转圆盘中心为圆心环形均匀分布。

优选地，所述驱动装置为电机，所述电机通过联轴器与所述传动轴连接。

本实用新型提供的风机故障模拟实验平台，包括驱动装置、传动轴、轴承、轴承座、安装板和用于测试的风机，驱动装置和轴承座均固定在安装板上，驱动装置和风机通过传动轴连接，轴承安装在轴承座上，轴承与传动轴可转动连接，还包括用于检测驱动装置和轴承座的振动的振动传感器，以及与振动传感器连接的信号采集装置；将驱动装置、传动轴和风机等安装在同一安装板上，可真实模拟风机设备的多种常见故障，通过振动传感器检测数据，并通过信号采集装置采集所需的数据，可方便的实现风机故障的诊断和研究，有利于相关人员掌握风机设备的故障诊断技术。

附图说明

图1为本实用新型所提供的风机故障实验模拟平台的一种具体实施方式的结构示意图。

具体实施方式

本实用新型的核心是提供一种风机故障实验模拟平台，使其能够模拟风机故障，实现风机故障的诊断和研究。

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。

请参考图1，图1为本实用新型所提供的风机故障实验模拟平台的一种具体实施方式的结构示意图。

本实用新型具体实施方式提供的风机故障模拟实验平台，包括驱动装置2、故障模拟装置和检测装置，其中故障模拟装置包括传动轴5、用于支撑传动轴5的轴承和轴承座4，以及用于测试的风机6，检测装置包括用于检测驱动装置2和轴承座4的振动的振动传感器，以及与振动传感器连接的信号采集装置，驱动装置2和轴承座4均固定在安装板1上，驱动装置2和风机6通过传动轴5连接，轴承安装在轴承座4上，轴承与传动轴5可转动连接。

将驱动装置2、传动轴5和风机6等安装在同一安装板1上，可真实模拟风机6设备的多种常见故障，通过振动传感器检测数据，并通过信号采集装置采集所需的数据，可方便的实现风机故障的诊断和研究，有利于相关人员掌握风机设备的故障诊断技术。

本实用新型具体实施方式提供的风机故障模拟实验平台，可以实现风机6、轴承、传动轴5各种类型故障的模拟，其中，风机6部分可以模拟风机6的叶轮质量分布不平衡、进风口损坏、变形、不对中等多种故障，单独将风机6拆下后，则其余部分可作为轴承故障模拟平台，通过更换正常与不正常的轴承，可以模拟轴承内圈故障、轴承外圈故障和滚动体故障等，此外为了便于工作人员观察轴承，在轴承座4上可以开设轴承观测孔。

具体地，可以通过在风机6叶轮的边缘处用强力胶水粘贴合适数量的铁片，来模拟风机故障；当只进行轴承故障模拟时，可以取下风机6，松开轴承座4，断开驱动装置2与传动轴5的连接，之后换上要进行故障模拟的有缺陷的轴承，接通驱动装置2即可模拟轴承故障；同理，换上正常无缺陷的轴承则可测试无故障状态下的运行状况；若要同时进行轴承故障与风机故障的模拟时，再安装上有故障的风机6即可。

本实用新型具体实施方式提供的风机故障模拟实验平台，检测装置还可以包括用于检测传动轴5的轴向位移和径向位移的电涡流传感器8，且电涡流传感器8与信号采集装置连接，以实现检测数据的采集，电涡流传感器8可以通过支架固定在安装板1上。电涡流传感器8能够非接触地准确地测量被测件与其探头之间的相对位移变化，其结构简单、灵敏度高、响应速度快、抗干扰能力强；另外因为只有测出传动轴5的中心在相互垂直的两个径向上的位置变化，才能得到轴心的径向位移信息，故在测量点可以采用两个电涡流传感器8，且两个电涡流传感器8分别测量传动轴5轴截面内两个垂直方向上的位移量。

此外，检测装置还可以包括用于检测轴承温度的红外传感器9，且红外传感器9与信号采集装置连接，以实现检测数据的采集，红外传感器9可以通过支架固定在安装板1上；红外传感器9可以检测轴承的温度，并作为风机6和轴承的故障数据，使研究数据更全面。

当然，检测装置也可以不包括电涡流传感器8和红外传感器9，具体可以根据需要检测的参数来进行调整，均在本实用新型的保护范围之内。

本实用新型具体实施方式提供的风机故障模拟实验平台，传动轴5由轴承和轴承座4支撑，为了增加传动轴5的稳定性，也可以设置两个轴承和相应的两个轴承座4；作轴承故障模拟实验时，可以将其中一个轴承座4中的轴承设置为故障轴承，将另一个轴承座4中的轴承设置为正常轴承，同时测量两个轴承的运行参数，实现正常状态与故障状态的对比。

本实用新型具体实施方式提供的风机故障模拟实验平台，安装板1优选采用T型槽平板，T型槽平板可以方便电机和轴承座4等的安装，其精度稳定，耐磨性好；具体地，电机和轴承座4可以均通过螺钉固定在安装板1上，方便拆卸，方便其位置的调整，电机和轴承座4之间距离也可以根据传动轴5的长度来调整。

轴承座4通过螺钉固定在安装板1上，还可以方便对轴承座4松动故障的模拟，具体可以通过用公称直径较小的螺钉代替原有的螺钉，或者减小螺钉与轴承座4安装孔在竖直方向上的配合长度，来模拟轴承座4的松动。当然也可以通过定位销等其他连接方式固定电机和轴承座4，均在本实用新型的保护范围之内。

本实用新型具体实施方式提供的风机故障模拟实验平台，为实现轴承故障的单独模拟，风机6与传动轴5可以采用可拆卸连接，具体地，风机6与传动轴5可以通过键连接，为使连接稳定，风机6的转轴与传动轴5过盈配合；此外，为增加安全性，保护操作人员的安全，风机6外可以设有保护罩。当然，风机6与传动轴5也可以采用螺栓连接、焊接等其他连接方式，只要能够正常模拟风机故障，均在本实用新型的保护范围之内。

在上述各种具体实施方式的基础上，传动轴5上还可以安装有旋转圆盘10，旋转圆盘10可以用来模拟传动轴5的不平衡缺陷。可以通过多种方式来模拟传动轴5的不平衡缺陷，具体地，可以在旋转圆盘10上设有多个用于安装螺钉的螺孔，各螺孔以旋转圆盘10的中心为圆心环形均匀分布，实验时通过调节安装螺钉的数量即可实现模拟。当然，传动轴5的不平衡缺陷模拟也可以通过在旋转圆盘10上粘贴铁片等方式来实现，均在本实用新型的保护范围之内。

本实用新型具体实施方式提供的风机故障模拟实验平台，驱动装置2具体为电机，电机通过联轴器3与传动轴5连接，电机具体可以选用三相异步电机，其结构简单、可靠性高、振动小且噪声低，可以降低对风机6及轴承的影响。在各种故障情况下，通过调整电机的转速，还可以模拟不同转速条件下的故障特征。

综上所述，本实用新型具体实施方式提供的风机故障模拟实验平台，结构简单，使用方便，体积小且成本低，能够实现风机6多种类型的故障模拟。具体可模拟的故障有风机6的旋转不平衡实验，轴承内圈损坏、滚珠损坏、外圈损坏故障，轴承座4的松动故障，传动轴5的不平衡故障，通过改变电机转速还可以实现上述各种故障情况下不同速度条件下的故障特征。通过振动传感器、电涡流传感器8等进行测量，并通过信号采集装置采集所需要的数据，在对采集的数据进行分析处理后，就能提取出反映故障情况的信号特征，作为判断是否有故障发生以及是何种故障的依据，此外还可以进一步分析故障发展趋势，并可以根据故障发展趋势作出调整、维护、更换等决策，可以减小损失，避免安全事故发生。

以上对本实用新型所提供的风机故障模拟实验平台进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种风机故障模拟实验平台，其特征在于，包括驱动装置(2)、传动轴(5)、轴承、轴承座(4)、安装板(1)和用于测试的风机(6)，所述驱动装置(2)和所述轴承座(4)均固定在所述安装板(1)上，所述驱动装置(2)和所述风机(6)通过所述传动轴(5)连接，所述轴承安装在所述轴承座(4)上，所述轴承与所述传动轴(5)可转动连接，还包括用于检测所述驱动装置(2)和所述轴承座(4)的振动的振动传感器(7)，以及与所述振动传感器(7)连接的信号采集装置。

2.根据权利要求1所述的风机故障模拟实验平台，其特征在于，所述安装板(1)上还安装有用于检测所述传动轴(5)的轴向位移和径向位移的电涡流传感器(8)，所述电涡流传感器(8)与所述信号采集装置连接。

3.根据权利要求2所述的风机故障模拟实验平台，其特征在于，所述安装板(1)上还安装有用于检测所述轴承的温度的红外传感器(9)，所述红外传感器(9)与所述信号采集装置连接。

4.根据权利要求3所述的风机故障模拟实验平台，其特征在于，包括两个所述轴承和两个所述轴承座(4)，其中一个轴承为正常轴承，另一个轴承为故障轴承。

5.根据权利要求4所述的风机故障模拟实验平台，其特征在于，所述安装板(1)为T型槽平板，所述驱动装置(2)、所述轴承座(4)均通过螺钉固定在所述安装板(1)上。

6.根据权利要求5所述的风机故障模拟实验平台，其特征在于，所述风机(6)与所述传动轴(5)过盈配合且通过键连接。

7.根据权利要求6所述的风机故障模拟实验平台，其特征在于，所述风机(6)外设有保护罩。

8.根据权利要求1至7任意一项所述的风机故障模拟实验平台，其特征在于，所述传动轴(5)上还安装有用于模拟所述传动轴(5)不平衡缺陷的旋转圆盘(10)。

9.根据权利要求8所述的风机故障模拟实验平台，其特征在于，所述旋转圆盘(10)上设有多个用于安装螺钉的螺孔，多个所述螺孔以所述旋转圆盘(10)中心为圆心环形均匀分布。

10.根据权利要求9所述的风机故障模拟实验平台，其特征在于，所述驱动装置(2)为电机，所述电机通过联轴器(3)与所述传动轴(5)连接。