[发明专利]旋转机械故障模拟平台

说明书

技术领域

本发明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。

背景技术

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。

发明内容

本发明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。

本发明解决其技术问题采用以下的技术方案：

本发明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。

本发明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。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

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是本发明用于检测旋转机械故障的示意图。

图8是本发明用于检测旋转机械故障的流程图。

图9是本发明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。