一种便于更换故障零件的机械故障综合模拟试验台制造技术

本发明专利技术公开一种便于更换故障零件的机械故障综合模拟试验台，包括电电动机、故障模拟轴盘、故障模拟齿轮箱、故障模拟轴承、径向加载系统、阻尼器和台座；齿轮故障的模拟通过故障模拟齿轮箱实现；轴承故障的模拟通过故障模拟轴承实现；轴系故障的模拟通过故障模拟轴盘实现；动力由电动机提供；系统的径向加载通过径向加载系统实现，扭矩载荷通过阻尼器实现；各模块之间通过联轴器连接。进行故障模拟实验时，将需要演示其故障的零件连入传动链，传动链其他零件均使用无故障零件，启动电机带动轴系、齿轮及相关零件转动，在相应位置布置适当的传感器即可实现机械故障的模拟演示。本发明专利技术可以模拟电机、轴承、转子及齿轮等机械系统的常见故障。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及教学工具
，特别涉及一种机械故障综合模拟试验台。
技术介绍
机械系统中各零部件的安全运行是整个机械系统安全运行的保障，而齿轮、轴承等零件的故障通常会影响系统的运行，引起振动、停车甚至发生事故，造成严重后果。因此，及时地监测、发现零件的故障，采取相应措施，对于避免意外事故的发生，降低事故造成的经济损失具有重要意义。各大学院校机械工程相关专业也都将《机械故障诊断》课程作为重要的专业主干课程，机械故障综合模拟试验台是《机械故障诊断》课程实验的重要实验仪器，对于学生理解课堂知识，增加实践经验有重要作用。目前市场中相关产品种类繁多，可以实现各种齿轮、轴承、轴系等零件的常见故障模拟，实现教学目的。但是，现有产品普遍存在故障零件更换困难的问题，导致实际教学实验中，学生需耗费大量时间和精力更换故障零件进行实验，降低了课堂效率，润滑油易造成实验室环境污染，而频繁地更换零件，也容易造成实验台本身精度降低，影响实验教学效果。因此，针对以上问题，有必要设计一种新型的机械故障综合模拟试验台，实现更方便地更换故障零件，为相关的实验教学与科研工作提供方便。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种便于更换故障零件的机械故障综合模拟试验台，可以简便实现各种故障零件的更换，加载装置易调节，方便于教学演示与科研工作的使用。为实现上述功能，本专利技术采用如下技术方案：一种便于更换故障零件的机械故障综合模拟试验台，包括电动机、故障模拟齿轮箱、阻尼器和台座；电动机和故障模拟齿轮箱固定在台座上；故障模拟齿轮箱包括箱座、箱盖、高速轴、低速轴和拨叉机构；箱座固定在台座上，箱座内平行安装有高速轴和低速轴；高速轴为输入轴，低速轴为输出轴；高速轴和低速轴两端均通过轴承支撑在故障模拟齿轮箱的箱座上；高速轴上装1个高速轴齿轮；低速轴上装多个低速轴齿轮；低速轴与低速轴齿轮之间通过键进行周向定位，轴向通过轴套与轴肩进行定位；高速轴与高速轴齿轮之间通过键进行周向定位，轴向能够通过拨叉机构带动进行滑动；高速轴齿轮为无故障的正常齿轮，低速轴齿轮中一个齿轮为无故障正常齿轮，其余齿轮为故障齿轮；电动机的输出轴通过联轴器连接传动阶梯轴的输入端，传动阶梯轴的输出端通过联轴器连接故障模拟齿轮箱的高速轴的输入端；故障模拟齿轮箱的低速轴的输出端连接阻尼器。进一步的，所述拨叉机构包括拨叉手柄、拨叉、方轴和方轴手柄；箱盖上开有窄槽作为拨叉手柄的导轨；拨叉手柄通过弹簧滚珠结构在导轨中进行定位，弹簧滚珠结构置于拨叉手柄内部与箱盖接触处；拨叉手柄下部开槽，槽宽与拨叉宽度相等；拨叉安装于拨叉手柄下部的槽中，能够在拨叉手柄的带动下沿导轨方向移动；拨叉手柄两侧开圆孔，圆孔直径略大于方轴对角线长度，保证方轴转动过程不与拨叉手柄发生干涉；拨叉上端开方形孔槽，与方轴间隙配合，使拨叉能够在方轴上左右滑动；方轴穿过拨叉上端的方形孔槽和拨叉手柄的圆孔；固定连接方轴的方轴手柄位于箱盖外侧；方轴手柄的周向转动能够通过方轴带动拨叉实现放下、抬起的操作。进一步的，箱盖上开有若干对应不同低速轴齿轮的V型槽作为定位槽。进一步的，所述故障齿轮为断齿齿轮、磨损齿轮、点蚀齿轮或胶合齿轮。进一步的，还包括故障模拟轴盘、故障模拟轴承和径向加载系统；故障模拟轴盘包括左侧盘和右侧盘；故障模拟轴承包括左侧轴承座盖、左侧轴承、左侧轴承座、径向加载处轴承、径向加载处轴承座、右侧轴、右侧轴承座盖和右侧轴承座；左侧轴承、径向加载处轴承座和右侧轴承依次安装在传动阶梯轴上；左侧轴承座和右侧轴承座固定在台座上；左侧轴承和右侧轴承分别安装在左侧轴承座和右侧轴承座中；左侧轴承座盖和右侧轴承座盖通过螺钉可拆卸的安装在左侧轴承座和右侧轴承座上，并将左侧轴承和右侧轴承分别固定于左侧轴承座盖和左侧轴承座之间、右侧轴承座盖和右侧轴承座之间；径向加载处轴承安装在径向加载处轴承座上；左侧盘和右侧盘安装在于传动阶梯轴上，左侧盘位于左侧轴承和径向加载处轴承之间；右侧盘位于径向加载处轴承和右侧轴承之间；径向加载系统用于对径向加载处轴承座施加径向载荷。进一步的，径向加载系统包括液压缸和液压缸支座；液压缸安装在液压缸支座顶部；液压缸支座安装在台座上，液压缸支座的中部具有一个内凹的开口，径向加载处轴承安装于液压缸支座的中部开口中，液压缸的输出轴作用在径向加载处轴承座上，通过径向加载处轴承座向径向加载处轴承和阶梯轴施加径向载荷相对于现有技术，本专利技术具有以下有益效果：1、故障模拟轴盘系统采用阶梯轴设计，便于轴上盘、加载块、轴承等零件装卸，防止装卸过程划伤轴表面。2、故障诊断轴盘系统由传动轴和两个盘组成，在盘上增加质量块可以模拟轴系不对中等故障，盘与轴采用紧配合，由轴肩单侧定位；传动轴通过轴肩与轴承座上的轴承定位。3、故障模拟轴盘系统增加径向加载装置，通过液压驱动，实现精确的连续加载，加载处采取特殊设计，加载装置不影响轴盘及轴上零件的装卸。4、所述的加载系统通过液压驱动，加压大小变化范围大，便于控制，适合实验教学需要。5、两组轴承尺寸不同，可根据实验需求布置正常齿轮与故障齿轮。6、齿轮箱通过拨叉结构，实现在停机状态下不打开齿轮箱，即可通过拨动拨叉实现不同故障齿轮的啮合，进行各种齿轮故障的模拟。7、齿轮箱拨叉通过弹簧滚珠结构定位，通过橡皮塞固定。8、通过阻尼器作为转动的载荷。附图说明图1为本专利技术便于更换故障零件的机械故障综合模拟试验台的立体图。图2为本专利技术便于更换故障零件的机械故障综合模拟试验台的故障模拟齿轮箱的立体图。图3为本专利技术便于更换故障零件的机械故障综合模拟试验台的故障模拟齿轮箱的隐藏箱盖及相关连接螺钉的立体图。图4为本专利技术便于更换故障零件的机械故障综合模拟试验台的故障模拟齿轮箱中拨叉结构工作原理的示意图。图5为本专利技术便于更换故障零件的机械故障综合模拟试验台的故障模拟轴盘的立体图。图6为本专利技术便于更换故障零件的机械故障综合模拟试验台的故障模拟轴盘传动阶梯轴的立体图。图中，各序号对应零部件分别为：电动机(1)、联轴器(2)、故障模拟轴盘(3)、故障模拟齿轮箱(4)、故障模拟轴承(5)、径向加载系统(6)、阻尼器(7)、台座(8)、键(9)、箱座(11)、箱盖(10)、轴承盖(12)、高速轴(13)、低速轴(14)、高速轴齿轮(15)、低速轴齿轮(16)、轴承(17)、拨叉手柄(18)、拨叉(19)、方轴(20)、方轴手柄(21)、液压缸(22)、液压缸支座(23)、左侧盘(24)、左侧轴承座盖(25)、左侧轴承(26本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种便于更换故障零件的机械故障综合模拟试验台，其特征在于，包括电动机(1)、故障模拟齿轮箱(4)、阻尼器(7)和台座(8)；电动机(1)和故障模拟齿轮箱(4)固定在台座(8)上；故障模拟齿轮箱(4)包括箱座(11)、箱盖(10)、高速轴(13)、低速轴(14)和拨叉机构；箱座(11)固定在台座(8)上，箱座(11)内平行安装有高速轴(13)和低速轴(14)；高速轴(13)为输入轴，低速轴(14)为输出轴；高速轴(13)和低速轴(14)两端均通过轴承支撑在故障模拟齿轮箱(4)的箱座(11)上；高速轴(13)上装1个高速轴齿轮(15)；低速轴(14)上装多个低速轴齿轮(16)；低速轴(14)与低速轴齿轮(16)之间通过键进行周向定位，轴向通过轴套与轴肩进行定位；高速轴(13)与高速轴齿轮(15)之间通过键进行周向定位，轴向能够通过拨叉机构带动进行滑动；高速轴齿轮(15)为无故障的正常齿轮，低速轴齿轮(16)中一个齿轮为无故障正常齿轮，其余齿轮为故障齿轮；电动机(1)的输出轴通过联轴器连接传动阶梯轴(27)的输入端，传动阶梯轴(27)的输出端通过联轴器连接故障模拟齿轮箱(4)的高速轴(13)的输入端；故障模拟齿轮箱(4)的低速轴(14)的输出端连接阻尼器(7)。...

【技术特征摘要】
1.一种便于更换故障零件的机械故障综合模拟试验台，其特征在于，包括电动机(1)、
故障模拟齿轮箱(4)、阻尼器(7)和台座(8)；
电动机(1)和故障模拟齿轮箱(4)固定在台座(8)上；
故障模拟齿轮箱(4)包括箱座(11)、箱盖(10)、高速轴(13)、低速轴(14)和拨叉
机构；箱座(11)固定在台座(8)上，箱座(11)内平行安装有高速轴(13)和低速轴(14)；
高速轴(13)为输入轴，低速轴(14)为输出轴；高速轴(13)和低速轴(14)两端均通过轴
承支撑在故障模拟齿轮箱(4)的箱座(11)上；高速轴(13)上装1个高速轴齿轮(15)；低
速轴(14)上装多个低速轴齿轮(16)；低速轴(14)与低速轴齿轮(16)之间通过键进行周
向定位，轴向通过轴套与轴肩进行定位；高速轴(13)与高速轴齿轮(15)之间通过键进行周
向定位，轴向能够通过拨叉机构带动进行滑动；高速轴齿轮(15)为无故障的正常齿轮，低速
轴齿轮(16)中一个齿轮为无故障正常齿轮，其余齿轮为故障齿轮；
电动机(1)的输出轴通过联轴器连接传动阶梯轴(27)的输入端，传动阶梯轴(27)的
输出端通过联轴器连接故障模拟齿轮箱(4)的高速轴(13)的输入端；故障模拟齿轮箱(4)
的低速轴(14)的输出端连接阻尼器(7)。
2.根据权利要求1所述的一种便于更换故障零件的机械故障综合模拟试验台，其特征在
于，所述拨叉机构包括拨叉手柄(18)、拨叉(19)、方轴(20)和方轴手柄(21)；箱盖(10)
上开有窄槽作为拨叉手柄(18)的导轨；拨叉手柄(18)通过弹簧滚珠结构在导轨中进行定位，
弹簧滚珠结构置于拨叉手柄(18)内部与箱盖(10)接触处；
拨叉手柄(18)下部开槽，槽宽与拨叉(19)宽度相等；拨叉(19)安装于拨叉手柄(18)
下部的槽中，能够在拨叉手柄(18)的带动下沿导轨方向移动；拨叉手柄(18)两侧开圆孔，
圆孔直径略大于方轴(20)对角线长度，保证方轴(20)转动过程不与拨叉手柄(18)发生干
涉；拨叉(19)上端开方形孔槽，与方轴(20)间隙配合，使拨叉(19)能够在方轴(20)上

\t左右滑动；方轴(20)穿过拨叉(19)上端的方形孔槽和拨叉手柄(18)的圆孔；固定连接方
轴(20)的方轴手柄(21)位于箱盖(10)外侧；方轴手柄(21)的周向转动能够通过方轴(20)
带动拨叉(19)实现放下...

【专利技术属性】
技术研发人员：王保建，李兵，王忠睿，赵晓洋，康飒，杨娜，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61