VALENIAN-PT820轉向架軸箱實驗臺

一：實驗臺說明

機車轉向架軸箱是車輛驅動系統(tǒng)的核心組件,，車軸與軸箱體由轉向架相連,，將線性力和滾動力進行轉化,。隨著車輛運行里程的增加,軸承及齒輪的故障問題呈現(xiàn)明顯增加的趨勢,。高速機車車組轉向架的軸承故障很容易引起熱軸,、燃軸,、切軸等事故發(fā)生,，如果不能及時對轉向架軸承故障進行預測分析與檢修，極大可能會嚴重危及行車安全,。因此轉向架軸箱機構的故障診斷識別主要是對齒輪,、軸承、的故障類別進行特征挖掘分類和預測。

振動信號分析法是機車組轉向架軸箱內部組件,，齒輪和軸承故障診斷中應用最為廣泛的研究方法,，通過采集不同損傷情況的齒輪和軸承工作過程中的振動加速度信號，應用機器學習手段對信號講行分類與預測,，挖掘故障數(shù)據(jù)的潛在特征,，對故障診斷效率和準確率有著極大的提升。

VALENIAN-PT820轉向架軸箱實驗臺,，可以模擬重現(xiàn)轉向架軸箱常見的故障振動信號,，讓很難提取到早期的故障特征進行重現(xiàn)，出現(xiàn)在隨著機器學習技術的發(fā)展和完善,，研究人員將機器學習模型應用于故障診斷,，提高了診斷準確性。

二：瓦倫尼安實驗臺可以完成如下基礎實驗

l 四輪模擬負載調節(jié),；

l 齒輪箱齒輪故障特征模擬（斷齒,，磨損，缺齒）,；

l 軸承故障特征模擬（內圈故障,，外圈故障，滾珠故障,，保持架故障,，綜合故障）；

l 齒輪箱齒輪間隙大小與振動及軸承運行噪聲關聯(lián)性,；

l 油液潤滑對齒輪嚙振動與溫度噪聲的關聯(lián)性,；

l 基礎剛性對振動的影響；

l 基礎松動的振動特征,；

三：實驗臺基本組成

三相異步電機,，直連驅動減速機，變頻器,，磁粉制動器,，支撐軸承座,，直齒輪箱,，傘形齒輪傳動軸組，基礎實驗臺,，負載調節(jié)系統(tǒng),，轉速測量與顯示模塊，電流測量與顯示模塊,，轉速調節(jié)模塊,，基礎隔振模塊。

VALENIAN-PT820轉向架軸箱實驗臺3D構圖

四：實驗臺技術參數(shù)：

1. 驅動齒輪電機：2.2KW帶減速器，額定輸入轉速1450轉/分鐘,，減速比8：1,，額定扭矩180NM,轉速可調。

2. 電源輸入模塊：額定電流 16A,配有過電流保險絲,，具有電源濾波功能,。

3. 電機電源快插接頭：3P加接地快插接頭方便更換電機，ABS塑料材質,，耐高壓保護,。

4. 交流變頻器：變頻器頻率范圍：0-599Hz,額定輸入：200-240V，50/60Hz,2.2KW,。

5. 速度調節(jié)方式：通過旋轉TOCOS精密電位器,，配合高阻值及低阻值調速旋鈕對轉速進行精確調節(jié)。

6. 轉速測量模塊：采用漫反射激光轉速計進行脈沖信號采集,，最大采集距離130mm,最小檢測目標直徑0.04mm,。

7. 激光信號變送器：電源電壓：12-24VDC ，響應時間：小于0.5ms,，絕緣阻抗：20兆歐以上,。

8. 轉速顯示模塊：傳感器供電：12VDC±10%，80mA, 絕緣阻抗：100兆歐以上,數(shù)值實時顯示,，可切換Hz,RPM,，顯示范圍0-99999，測量精度誤差小于0.05%,。

9. 輸出信號端子,，BNC 接線端子口。

10. 減速機：齒輪,，75齒,，M2.0，外徑154,。（故障類型：缺齒,、斷齒、磨損）

11. 故障軸承,，滾珠軸承,，PH206,內徑30mm,5種故障（軸承內圈，外圈,，滾珠,，保持架，綜合故障）,。

12. 傳動傘形齒：齒數(shù)30齒,、模數(shù)2.5,、內孔30mm。

13. 傳動軸直徑：30mm,。

14. 可調磁粉制動器：額定扭矩：50Nm,，額定電壓：24V，額定電流：0,6A,，額定功率：22.6W重量：14.5Kg,，最高轉速：1800 RPM，磁粉重量：60gr,。

15. 磁粉控制顯示模塊：7段LED顯示電流數(shù)值,，及加載電壓數(shù)值，前置面板同時具有輸出電壓,，電流功能,。電源輸入：DC4-40V，（AC 3V-30V）,輸出 1.23-37V,最大輸出電流:3A,，轉換效率大于80%,。

16. 底板：精密加工15mm鋁板，并含有減震底座,。

17. 電機對中機構：電機一端具有千斤頂對中調節(jié)螺栓,，方便進行軸對中調節(jié)。

18. 安全防護：前置面板含有急停按鈕,。

外形尺寸：外形尺寸1100-600-500（mm）,。

數(shù)采系統(tǒng)：

1. 測量通道數(shù)量：四通道傳感器同時數(shù)據(jù)信號采集和一個轉速信號測量通道。

2. 支持傳感器類型：壓電式傳感器振動,，噪聲聲級計,，轉速計、電壓型輸出傳感器,。

3. 數(shù)模轉換器精度：24AD位,。

4. 支持最高采樣頻率：最大100kHz/通道，多種量程范圍可選,。

5. 輸入精度：相位：優(yōu)于0.1度,，幅值：優(yōu)于0. 1%。

6. 儀器最高動態(tài)范圍：110dB,。

7. 數(shù)據(jù)傳輸端口：千兆網(wǎng)口接入,。

8. 傳感器輸入信號接口：BNC公頭接線端子。

9. 傳感器輸入電壓范圍：-10V～+10V,。

10. 壓電式傳感器供電：20伏-4毫安傳感器通用輸入端口,。

11. 濾波器：低通，高通,，帶通,，帶阻四種模式可選。

12. 頻譜分辨率：默認51200線,，多種擋位可選,。

13. 工作電源：配套AC220V直流電源適配器供電。

14. 工作溫度范圍：-25℃~75℃,。

4：軟件功能：

(1) 時域及頻域信號的實時采集,、實時存儲，實時顯示,、實時分析,，采集數(shù)據(jù)后，保存數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)事后分析,；

(2) FFT頻譜分析,、頻響函數(shù)分析、幅值及頻率橫坐標及縱坐標,，縮放縮小,、自功率譜、互功率譜,、,、共振解調譜分析、小波分析,、軸心軌跡圖,、倒頻譜、長時間數(shù)據(jù)連續(xù)采集記錄及回放分析,、信號窗函數(shù)可選,；

(3) 支持軸承故障特征數(shù)據(jù)導入，并可自動進行軸承故障類型的智能診斷分析,，提示軸承故障類型如BPFI,BFFO,BSF,FTF的信息,。

(4) 支持幅值的平均值、幅值最大值,、幅值最小值,、幅值峰峰值、波形因素,、峰度,、波峰因數(shù)、時域和頻域分析,；

(5) 含有聲學分析及倍頻程分析功能,；

(6) 支持低通、高通,、帶通,、濾波器等常用頻率濾波工具,；

(7) 能提供單光標、諧波光標顯示頻率及幅值,，光標具有移動標記定位功能進行數(shù)據(jù)瀏覽功能,；

(8) 聲學數(shù)據(jù)分析模塊，支持多通道聲信號并行,、連續(xù)采集存儲,，采集后數(shù)據(jù)波形可進行時域分析及聲壓信號分析，數(shù)據(jù)呈現(xiàn)波形有,，時域聲壓波形頻譜,、窄帶頻譜、1/3倍頻程譜,、1/1倍頻程譜,，等常用聲學分析頻譜。

(9) 軟件測試數(shù)據(jù)含有原始數(shù)據(jù)導出功能,，數(shù)據(jù)可以進行二次開發(fā)功能,，通用性強，數(shù)據(jù)導出格式有,，文本,，excel matlab 開放VB、VC,、LabView,、通用平臺的軟件二次開發(fā)數(shù)據(jù)接口工具；

(10) 數(shù)據(jù)信號采集加窗函數(shù),，如矩形窗,、漢寧窗、海明窗,、平頂窗可選,；

(11) 外部數(shù)據(jù)導入功能，支持文本文件,、Excel表格文件等標準格式的文件導入測試系統(tǒng)進行分析顯示,；