旋转机械故障模拟平台制造技术

本发明专利技术涉及一种旋转机械故障模拟平台，其是一种针对旋转机械故障的验证性实验与诊断实验教学的实验室设备，包括滑移齿轮机构、槽轮机构、三联滑移齿轮机构、丝杠螺母机构，以及由蜗轮蜗杆与内啮合不完全齿轮构成的组合机构；各个机构相互独立，可通过各机构端部的齿轮与动力齿轮构成齿轮副来获得动力。本发明专利技术突出解决了实验过程故障零部件更换过程困难、实验功能单一不能满足教学需求的问题，结合教学目的进行整体搭建，弥补了高校旋转机械类故障实验的空白。以现有的一些机械类实验平台的机械传动和测试装置的构建为基础，有利于提高新型旋转机械故障模拟平台的可靠性，实用性，易用性，使实验平台具有良好的推广价值。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及一种旋转机械故障模拟平台，其是一种针对旋转机械故障的验证性实验与诊断实验教学的实验室设备，包括滑移齿轮机构、槽轮机构、三联滑移齿轮机构、丝杠螺母机构，以及由蜗轮蜗杆与内啮合不完全齿轮构成的组合机构；各个机构相互独立，可通过各机构端部的齿轮与动力齿轮构成齿轮副来获得动力。本专利技术突出解决了实验过程故障零部件更换过程困难、实验功能单一不能满足教学需求的问题，结合教学目的进行整体搭建，弥补了高校旋转机械类故障实验的空白。以现有的一些机械类实验平台的机械传动和测试装置的构建为基础，有利于提高新型旋转机械故障模拟平台的可靠性，实用性，易用性，使实验平台具有良好的推广价值。【专利说明】旋转机械故障模拟平台
本专利技术属于机电一体化实验领域，具体涉及一种旋转机械故障的检测平台。本发 明涉及一种旋转机械故障模拟平台。
技术介绍
目前国内外已有的旋转机械故障模拟平台基本上应用于工业生产和科研中，其成 本一般较高。而能够应用于教学的旋转机械故障模拟平台都存在操作不便，使用功能局限 的问题。 旋转机械故障的分析是我国高校机械设计、设备状态监测与故障诊断等课程中的 重要内容，并且旋转机械故障的模拟实验也是全国高校机械专业创新性实验的一种。基于 教学的需要，我们设计了可针对旋转机械典型故障问题进行演示和分析的综合性实验平 台。其可模拟轴系典型故障、轴承典型故障、齿轮典型故障。 但是，现有的课堂上老师要使用旋转机械故障模拟实验平台普遍存在着以下几 方面的问题：①需要频繁地拆卸故障零件，费时费力，影响课程的正常进度；②相关资料表 明，这样的使用方式很容易造成故障零件损坏，不能使用；③学生们动手操作时可能会因繁 琐的过程而失去积极性；④实验平台上只设有单一类型的故障，学生不能较为全面地去了 解旋转机械故障的特点。 因此，为了实现以下三点的课堂教学目的：①老师方便地进行旋转机械故障模拟 演示，让学生对旋转机械故障有一个直观的感受；②学生可以使用实验台进行旋转机械类 典型故障的验证性实验，通过实验加深对相关原理的理解；③通过实验平台掌握常用的故 障诊断方法。我们拟设计出一款新型的旋转机械故障模拟平台。
技术实现思路
本专利技术所解决的技术问题是：提供一种旋转机械故障模拟平台，以便解决目前旋 转机械故障检测实验平台功能单一的问题。 本专利技术解决其技术问题采用以下的技术方案： 本专利技术提供的旋转机械故障模拟平台，其包括滑移齿轮机构、槽轮机构、三联滑移 齿轮机构、丝杠螺母机构，以及由蜗轮蜗杆与内啮合不完全齿轮构成的组合机构；各个机构 相互独立，可通过各机构端部的齿轮与动力齿轮构成齿轮副来获得动力。 所述的滑移齿轮机构，其通过滑移齿轮机构使交流电机上的齿轮分别与三个故障 模拟模块的输入端齿轮啮合，并为它们提供动力；所述三个故障模拟模块分别是齿轮故障 模拟模块、轴系故障模拟模块、轴承故障模拟模块。 所述的槽轮机构，其可以进行三种故障轴承与正常轴承的切换，模拟出三种类型 的轴承故障，这样就可以避免故障轴承更换时的拆装困难问题；轴承的典型故障有内圈点 蚀、外圈点蚀、保持架损坏。 所述的三联滑移齿轮机构，其包括一个正常齿轮、一个点蚀齿轮和一个齿面磨损 齿轮，通过拨叉控制三联滑移齿轮移动可使该拨叉在三联滑移齿轮轴上左右滑移，分别与 另一根轴上的正常齿轮、点蚀齿轮、齿面磨损齿轮啮合。 所述的三联滑移齿轮机构，其通过三种齿轮工况的模拟来避免齿轮的频繁拆卸， 所述三种齿轮工况分别是：一对正常齿轮啮合、一对点蚀齿轮啮合、一对齿面磨损齿轮啮 合。 所述的由蜗轮蜗杆与内啮合不完全齿轮构成的组合机构，以及丝杠螺母机构，来 模拟轴系典型故障，以此避免了零件的拆装工作；所述典型故障包括角度不对中、动静不平 衡。 所述的丝杠螺母机构，其结合螺栓螺母这一小部件实现了静不平衡的模拟，调节 圆盘安装孔上螺栓螺母的滑动，从而改变轴上旋转圆盘平衡质量来模拟转子的质量偏心； 并且，使用两个旋转圆盘模拟它们之间距离不同的动不平衡，通过丝杆螺母机构调节两旋 转圆盘之间的距离，模拟多种间距下的动不平衡。 本专利技术与现有技术相比具有以下的主要优点： 通过滑移齿轮机构、槽轮机构分别实现了多种故障齿轮、多种故障轴承之间的切 换，避免了它们的拆装所带来的不便； 利用蜗轮蜗杆与内啮合不完全齿轮的组合机构实现了角度不对中的故障模拟，同 时巧妙结合蜗轮蜗杆反向自锁特性维持了角度不对中的状态不变。 使用虚拟仪器软件的方式来得到实验数据结果，不仅实现实验数据可视化，还降 低了成本，增强了检测的功能。 【专利附图】【附图说明】 图1是本专利技术的结构示意图。 图2是图1中动力模块。 图3是图1中的轴系故障模拟模块的示意图。 图4是图1中的轴承故障模拟模块的示意图。 图5是图4左视图。 图6是图1中的齿轮故障模拟模块的示意图。 图7是本专利技术用于检测旋转机械故障的示意图。 图8是本专利技术用于检测旋转机械故障的流程图。 图9是本专利技术用于检测旋转机械故障的检测原理流程图。 图10是常见故障对应频谱示意图。 图中：1.动力模块；I. 1交流电动机；1. 2滑移齿轮机构；2.轴系故障模拟模块； 2. 1减速器；2. 2调节螺钉；2. 3转动圆盘；2. 4蜗轮蜗杆；2. 5内啮合不完全齿轮；2. 6丝 杠螺母机构；3.轴承故障模拟模块；3. 1正常轴承；3. 2-3. 4三个故障轴承；3. 5槽轮机构； 4.齿轮故障模拟模块；4. 1减速器；4. 2三联滑移齿轮机构；4. 3正常齿轮；4. 4点蚀齿轮； 4. 5齿面磨损齿轮；4. 6磁粉制动器。 【具体实施方式】 下面结合实施例和附图对本专利技术作进一步说明。 本专利技术提供的旋转机械故障模拟平台，其结构如图1至图6所示，包括滑移齿轮机 构1. 2、蜗轮蜗杆2. 4与内啮合不完全齿轮2. 5的组合机构、丝杠螺母机构2. 6、槽轮机构 3. 5和三联滑移齿轮机构4. 2等。上述各个机构相互独立，可通过各模块端部的齿轮与动力 模块上的滑移齿轮机构1. 2构成的齿轮副来获得动力。 所述滑移齿轮机构1. 2,其通过动力模块1上的滑移齿轮分别与三个故障模拟模 块的输入端齿轮啮合，使交流电动机I. 1为它们提供动力；并通过各故障模拟模块前的减 速器，例如轴系故障模拟模块中的减速器2. 1，降低转速、传递动力、增大转矩。所述三个故 障模拟模块分别是轴系故障模拟模块2、轴承故障模拟模块3、齿轮故障模拟模块4。 所述蜗轮蜗杆2. 4与内啮合不完全齿轮2. 5的组合机构，其轴系的典型故障有：角 度不对中、动静不平衡。本专利技术利用蜗轮蜗杆2. 4与内啮合不完全齿轮2. 5的组合机构来 模拟角度不对中故障，这样就不需要使用销与螺栓螺母来定位，避免了这些定位的零件拆 装工作。手动使蜗杆转动，带动蜗轮转动。与蜗轮同轴的小齿轮转动，在内啮合不完全齿轮 机构的作用下，整个从动轴部分与主动轴形成了角度不对中。同时利用了蜗轮蜗杆的反向 自锁特性，可实现从动轴部分在故障模拟与检测时维持角度不对中状态，保持固定。 所述丝杠螺母机构2. 6,其结合本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种旋转机械故障模拟平台，其特征在于包括滑移齿轮机构、槽轮机构、三联滑移齿轮机构、丝杠螺母机构，以及由蜗轮蜗杆与内啮合不完全齿轮构成的组合机构；各个机构相互独立，可通过各机构端部的齿轮与动力齿轮构成齿轮副来获得动力。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：黄继雄，丁甜田，张俊杰，郭宏，樊盛，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42