CN218628979U - 一种可变工况轴承实验台 - Google Patents
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Abstract
本实用新型设计公开了一种可变工况轴承实验台，所述的同步伺服电机、磁粉制动器安装在底座上，传动轴通过滚动轴承安装在底座上，同步伺服电机的输出端通过联轴器与传动轴连接，传动轴的另一端通过联轴器与动态扭矩传感器连接，动态扭矩传感器另一端通过磁粉制动器输出轴与磁粉制动器连接。本实用新型实现的功能是该实验台可以模拟多种轴承分布状态及主轴轴承的工作情况，可以极大的降低成本；当滚动轴承机械性能退化或异常振动时，在实验台上可通过采集信号，使用电脑分析软件计算；还可通过伺服驱动器通讯，检测伺服电机的运行状态；实验台结构简单，信号采集过程简便，对测量环境要求不高，具有工况可调节性，适用范围较广。
Description
技术领域
本实用新型专利属于护理辅助器械技术领域，具体涉及一种可变工况轴承实验台。
背景技术
随着工业机械设备的大型化、连续化、高速化和自动化的发展趋势中，机械设备在运行过程中会产生故障，会对工作中的生产造成很大程度上的影响。机械故障诊断技术是利用传感器来测取机械设备在运行中或相对静态条件下的状态信号，通过对所采集的信号处理和分析，结合诊断对象的历史状况，来定量识别机械设备及其零件、部件、整机的实时健康状态，并预知有关异常、故障和预测其未来运行状态等，从而确定必要对策的技术。机械故障监测与诊断技术在设备的安全、可靠、高效运行方面中起到了重要的作用，能很大程度上确保系统的稳定运行。机械故障监测与诊断的过程中易遇到以下问题：
1、无法模拟不同位置轴承故障情况；
2、轴承对称及非对称分布情况下的轴-轴承系统输入输出响应及其故障导致的异常振动；
3、装置结构复杂，对环境要求过高，不具备工况可调节性，适用范围小。
为了解决上述问题，本文提出一种可变工况轴承实验台。
实用新型内容
为了解决上述的技术问题，本实用新型设计了本实用新型设计一种可变工况轴承实验台，用于解决轴承对称及非对称分布情况下的轴-轴承系统输入输出响应及其故障导致的异常振动的研究；可同时安装2到4个轴承，轴的两边同时装有轴承可以避免轴不对中的情况，更贴近主轴轴承的工作状态，同时试验台配有不同信号的采集设备及信号输出端口，可以同时检测扭矩、转速、振动加速度、伺服电机电流等信号的变化情况，进而对采集的信号进行分析，提取特征量，从而实时监测轴-轴承系统的健康状态。该实验台可以模拟不同位置轴承故障情况，轴、轴承表面可以通过电火花、激光等加工点蚀、矩形沟槽、圆孔等故障类型。
为了达到上述技术效果，本实用新型通过以下技术方案实现的：一种可变工况轴承实验台，包括底座、同步伺服电机、联轴器、传动轴、滚动轴承、动态扭矩传感器、磁粉制动器，其特征在于：所述的同步伺服电机、磁粉制动器安装在底座上，传动轴通过滚动轴承安装在底座上，同步伺服电机的输出端通过联轴器与传动轴连接，传动轴的另一端通过联轴器与动态扭矩传感器连接，动态扭矩传感器另一端通过磁粉制动器输出轴与磁粉制动器连接。
作为优选，所述的底座还包括铸铁底座、电机固定座、轴承座、磁粉制动器底座，铸铁底座上从左到右依次安装有电机固定座、轴承座、磁粉制动器底座，电机固定座上安装有同步伺服电机，轴承座分布在传动轴两端，其上安装有已装配在传动轴上的轴承，磁粉制动器底座上安装有磁粉制动器。
作为优选，所述的轴承座还包括轴承座顶盖、轴承座底座，轴承座顶盖可拆卸安装在轴承座底座上。
作为优选，所述的传动轴的两端上从外向内依次安装有轴承限位环、滚动轴承、轴套、滚动轴承。
本实用新型的有益效果是：
1、该实验台可以模拟多种轴承分布状态及主轴轴承的工作情况，可以极大的降低成本。
2、当滚动轴承机械性能退化或异常振动时，在实验台上可通过采集系统采集出轴承内外圈的振动信号、伺服电机脉冲振动信号，使用电脑分析软件计算出伺服同步系统输出精度以及长期运行导致的误差；还可通过伺服驱动器通讯，实时读取伺服电机运行时其三项电流信号、转速信号、转矩信号等，检测伺服电机的运行状态。
3、实验台结构简单，信号采集过程简便，对测量环境要求不高，具有工况可调节性，适用范围较广。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本实用新型的结构示意图；
图2是本实用新型的传动轴、联轴器、轴承的装配示意图；
图3是本实用新型的伺服电机结构示意图；
图4是本实用新型的联轴器结构示意图；
图5是本实用新型的动态扭矩传感器结构示意图；
图6是本实用新型的传动轴结构示意图；
图7是本实用新型的轴承座结构示意图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
同步伺服电机1、电机固定座2、铸铁底座3、联轴器4、轴承限位环5、滚动轴承6、轴承座顶盖7、传动轴8、轴承座底座9、动态扭矩传感器10、磁粉制动器12底座11、磁粉制动器12、磁粉制动器输出轴13、轴套14。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
实施例1
如图1至图7所示，可变工况轴承实验台，包括底座、同步伺服电机1、联轴器4、传动轴8、滚动轴承6、动态扭矩传感器10、磁粉制动器12，其特征在于：所述的同步伺服电机1、磁粉制动器12安装在底座上，传动轴8通过滚动轴承6安装在底座上，同步伺服电机1的输出端通过联轴器4与传动轴8连接，传动轴8的另一端通过联轴器4与动态扭矩传感器10连接，动态扭矩传感器10用于采集系统的实时转速及扭矩，动态扭矩传感器10另一端通过磁粉制动器输出轴13与磁粉制动器12连接，联轴器4用于连接传动轴8之间的配合。
所述的底座还包括铸铁底座3、电机固定座2、轴承座、磁粉制动器12底座11，铸铁底座3上从左到右依次安装有电机固定座2、轴承座、磁粉制动器12底座11，电机固定座2上安装有同步伺服电机1，轴承座分布在传动轴8两端，其上安装有已装配在传动轴8上的轴承，磁粉制动器12底座11上安装有磁粉制动器12；电机底座用于固定和支撑同步伺服电机1，同步伺服驱动电机用于提供扭矩和调节传动轴8的转速，磁粉制动器12底座11用于固定和支撑磁粉制动器12，磁粉制动器12用于对伺服传动系统提供变负载。
实施例2
如图1至图7所示，可变工况轴承实验台，包括底座、同步伺服电机1、联轴器4、传动轴8、滚动轴承6、动态扭矩传感器10、磁粉制动器12，其特征在于：所述的同步伺服电机1、磁粉制动器12安装在底座上，传动轴8通过滚动轴承6安装在底座上，同步伺服电机1的输出端通过联轴器4与传动轴8连接，传动轴8的另一端通过联轴器4与动态扭矩传感器10连接，动态扭矩传感器10另一端通过磁粉制动器输出轴13与磁粉制动器12连接。
所述的轴承座还包括轴承座顶盖7、轴承座底座9，轴承座顶盖7可拆卸安装在轴承座底座9上，轴承座用于固定轴承外圈并传递轴-轴承系统的振动。
所述的传动轴8的两端上从外向内依次安装有轴承限位环5、滚动轴承6、轴套14；传动轴8用于将同步伺服电机1输出动力传至轴承系统，轴套14用于隔开两轴承防止其相互摩擦，轴承限位环5用于轴承轴向定位。
本实用新型的工作原理：
1、操作人员完成装配后，通过计算机向伺服同步电机发送控制指令，使同步伺服电机1按照驱动器设定的目标转速转动，进而带动轴-轴承系统的运动；
2、操作人员可通过调整轴承的分布方式、改变磁粉制动器12的输出扭矩、给轴、轴承人工施加故障，实现不同工况条件下的工作情况；
3、由于伺服同步电机是由伺服驱动器供电并控制的，故伺服驱动器内部有同步伺服电机1的运行状态参数。可通过计算机使用通讯协议与伺服驱动器建立通讯，读取出伺服驱动器的控制参数和同步伺服电机1的电流、转速、转矩等参数；
4、在轴-轴承产生故障之后，会产生异常振动，通过动态扭矩传感器10的信号输出接口及轴承座上的外接传感器，提取实时转速、实时转矩、系统振动信号等，通过提取各个信号的特征指标，可分析轴-轴承系统的健康状态。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上公开的本实用新型优选实施例只是用于帮助阐述本实用新型。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该实用新型仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本实用新型的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本实用新型。本实用新型仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
Claims (4)
1.一种可变工况轴承实验台，包括底座、同步伺服电机、联轴器、传动轴、滚动轴承、动态扭矩传感器、磁粉制动器，其特征在于：所述的同步伺服电机、磁粉制动器安装在底座上，传动轴通过滚动轴承安装在底座上，同步伺服电机的输出端通过联轴器与传动轴连接，传动轴的另一端通过联轴器与动态扭矩传感器连接，动态扭矩传感器另一端通过磁粉制动器输出轴与磁粉制动器连接。
2.根据权利要求1所述一种可变工况轴承实验台，其特征在于：所述的底座还包括铸铁底座、电机固定座、轴承座、磁粉制动器底座，铸铁底座上从左到右依次安装有电机固定座、轴承座、磁粉制动器底座，电机固定座上安装有同步伺服电机，轴承座分布在传动轴两端，其上安装有已装配在传动轴上的滚动轴承，磁粉制动器底座上安装有磁粉制动器。
3.根据权利要求2所述一种可变工况轴承实验台，其特征在于：所述的轴承座还包括轴承座顶盖、轴承座底座，轴承座顶盖可拆卸安装在轴承座底座上。
4.根据权利要求1所述一种可变工况轴承实验台，其特征在于：所述的传动轴的两端上从外向内依次安装有轴承限位环、滚动轴承、轴套、滚动轴承。
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