軸承,、齒輪及傳動(dòng)系統(tǒng)綜合故障實(shí)訓(xùn)臺(tái)主要用于模擬和研究軸承、齒輪及傳動(dòng)系統(tǒng)在不同故障狀態(tài)下的運(yùn)行特性,，為相關(guān)專業(yè)的教學(xué)和實(shí)踐提供直觀的實(shí)驗(yàn)平臺(tái),。其運(yùn)行原理如下：

動(dòng)力輸入部分

通常由電機(jī)作為動(dòng)力源，電機(jī)接通電源后,，將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,，輸出旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。電機(jī)的轉(zhuǎn)速可通過變頻器等裝置進(jìn)行調(diào)節(jié),，以滿足不同試驗(yàn)工況對(duì)轉(zhuǎn)速的要求,。例如，在模擬高速傳動(dòng)系統(tǒng)故障時(shí),，可將電機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)至較高水平,；而在研究低速重載情況下的故障時(shí)，則將轉(zhuǎn)速降低,。電機(jī)輸出的動(dòng)力通過聯(lián)軸器等裝置傳遞給傳動(dòng)系統(tǒng),。

傳動(dòng)系統(tǒng)部分

齒輪傳動(dòng)：動(dòng)力從電機(jī)傳遞到主動(dòng)齒輪，主動(dòng)齒輪與從動(dòng)齒輪相互嚙合,，通過齒輪的齒形傳遞力和運(yùn)動(dòng),，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速和扭矩的變換。由于不同齒輪的齒數(shù)不同,，根據(jù)齒輪傳動(dòng)比公式,，可使從動(dòng)軸獲得不同的轉(zhuǎn)速和扭矩。例如,，當(dāng)主動(dòng)齒輪齒數(shù)小于從動(dòng)齒輪齒數(shù)時(shí),，實(shí)現(xiàn)減速增扭；反之,，則是增速減扭,。在齒輪傳動(dòng)過程中，齒輪的嚙合情況直接影響傳動(dòng)效率和穩(wěn)定性,。若齒輪出現(xiàn)磨損,、齒面膠合,、齒根折斷等故障，會(huì)導(dǎo)致嚙合精度下降,，產(chǎn)生振動(dòng),、噪音等異常現(xiàn)象,。

帶傳動(dòng)：一些實(shí)訓(xùn)臺(tái)還可能配備帶傳動(dòng)裝置,，如普通 V 帶傳動(dòng)或同步帶傳動(dòng),。電機(jī)帶動(dòng)主動(dòng)帶輪旋轉(zhuǎn),，通過皮帶與帶輪之間的摩擦力，將動(dòng)力傳遞給從動(dòng)帶輪,。帶傳動(dòng)具有傳動(dòng)平穩(wěn),、能緩沖吸振等優(yōu)點(diǎn)，但也存在傳動(dòng)比不準(zhǔn)確,、易打滑等問題,。當(dāng)皮帶出現(xiàn)老化、松弛或帶輪磨損時(shí),，會(huì)影響傳動(dòng)性能,，出現(xiàn)打滑、振動(dòng)加劇等故障現(xiàn)象,。

鏈傳動(dòng)：鏈傳動(dòng)由鏈條和鏈輪組成,，電機(jī)驅(qū)動(dòng)主動(dòng)鏈輪，鏈輪通過鏈條帶動(dòng)從動(dòng)鏈輪轉(zhuǎn)動(dòng),。鏈傳動(dòng)能在高溫,、多塵等惡劣環(huán)境下工作，且傳動(dòng)比準(zhǔn)確,，但鏈條在長期使用后會(huì)出現(xiàn)伸長,、磨損等問題，導(dǎo)致鏈傳動(dòng)的穩(wěn)定性下降,，產(chǎn)生跳齒,、脫鏈等故障。

軸承支撐部分

軸承在實(shí)訓(xùn)臺(tái)中起著支撐旋轉(zhuǎn)軸的作用,，使軸能夠平穩(wěn)地旋轉(zhuǎn),。根據(jù)不同的應(yīng)用場景，實(shí)訓(xùn)臺(tái)可能采用滾動(dòng)軸承或滑動(dòng)軸承,。

滾動(dòng)軸承：滾動(dòng)軸承由內(nèi)圈,、外圈、滾動(dòng)體和保持架組成,。當(dāng)軸旋轉(zhuǎn)時(shí),，內(nèi)圈隨軸一起轉(zhuǎn)動(dòng),，滾動(dòng)體在內(nèi)外圈之間滾動(dòng)，保持架則用于保持滾動(dòng)體的均勻分布,。滾動(dòng)軸承具有摩擦系數(shù)小,、啟動(dòng)阻力小、效率高等優(yōu)點(diǎn),，但對(duì)潤滑和密封要求較高,。若軸承潤滑不良、密封失效,，會(huì)導(dǎo)致滾動(dòng)體和滾道磨損,，產(chǎn)生振動(dòng)和噪音；嚴(yán)重時(shí),，滾動(dòng)體可能破裂,，軸承失去支撐作用。

滑動(dòng)軸承：滑動(dòng)軸承通過軸與軸承座之間的油膜來實(shí)現(xiàn)潤滑和支撐,。當(dāng)軸旋轉(zhuǎn)時(shí),，油膜在軸與軸承座之間形成一層液體摩擦，減少摩擦阻力,?；瑒?dòng)軸承具有承載能力大、工作平穩(wěn),、無噪音等優(yōu)點(diǎn),，但需要良好的潤滑系統(tǒng)和較高的制造精度。若潤滑系統(tǒng)出現(xiàn)故障,，油膜無法形成或厚度不足,，會(huì)導(dǎo)致軸與軸承座直接接觸，產(chǎn)生磨損和發(fā)熱現(xiàn)象,，嚴(yán)重影響軸承的使用壽命,。

故障模擬部分

為了模擬不同的故障狀態(tài)，實(shí)訓(xùn)臺(tái)通常設(shè)置了一些可調(diào)節(jié)的故障模擬裝置,。

軸承故障模擬：通過在軸承座上安裝偏心塊或調(diào)整軸承的預(yù)緊力等方式,，模擬軸承的不平衡、不對(duì)中,、磨損等故障,。例如，安裝偏心塊會(huì)使軸承在旋轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生額外的離心力,，導(dǎo)致振動(dòng)加劇,，模擬軸承不平衡故障；而調(diào)整軸承預(yù)緊力不當(dāng),，則可能導(dǎo)致軸承內(nèi)部游隙過小或過大,，引發(fā)軸承過熱或振動(dòng)等問題,，模擬軸承的安裝故障。

齒輪故障模擬：在齒輪上設(shè)置一些可拆卸的故障模塊,，如在齒面上制造磨損,、裂紋、缺齒等缺陷,，以模擬齒輪的各種故障,。當(dāng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，這些故障會(huì)導(dǎo)致齒輪嚙合時(shí)的沖擊力增大,，振動(dòng)和噪音異常,，通過對(duì)這些現(xiàn)象的觀察和分析，可了解齒輪故障的特征和影響,。

傳動(dòng)系統(tǒng)故障模擬：在帶傳動(dòng)或鏈傳動(dòng)中,，通過調(diào)整皮帶的張緊度或鏈條的松緊程度，模擬皮帶打滑,、鏈條松動(dòng)等故障。此外,，還可以在傳動(dòng)系統(tǒng)中設(shè)置一些障礙物或干擾源,，模擬傳動(dòng)系統(tǒng)受到外界干擾時(shí)的故障情況，如帶傳動(dòng)中皮帶與異物摩擦,、鏈傳動(dòng)中鏈條卡滯等,。

測量與監(jiān)測部分

為了準(zhǔn)確獲取軸承、齒輪及傳動(dòng)系統(tǒng)在運(yùn)行過程中的狀態(tài)信息,，實(shí)訓(xùn)臺(tái)配備了多種測量和監(jiān)測裝置,。

傳感器測量：在軸承座、齒輪箱,、傳動(dòng)軸等關(guān)鍵部位安裝加速度傳感器,、位移傳感器、溫度傳感器,、壓力傳感器等,。加速度傳感器用于測量振動(dòng)加速度，通過分析振動(dòng)信號(hào)的幅值,、頻率等特征,，判斷是否存在故障以及故障的類型和嚴(yán)重程度；位移傳感器可監(jiān)測軸的徑向和軸向位移,，了解軸承和傳動(dòng)部件的位置變化情況,；溫度傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測軸承、齒輪等部件的溫度,，當(dāng)溫度過高時(shí),，可能預(yù)示著存在故障或潤滑問題,；壓力傳感器則用于測量潤滑系統(tǒng)的油壓，確保潤滑系統(tǒng)正常工作,。

數(shù)據(jù)采集與分析：傳感器采集到的信號(hào)通過數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進(jìn)行采集,、放大和數(shù)字化處理，然后傳輸?shù)接?jì)算機(jī)中,。利用專業(yè)的數(shù)據(jù)分析軟件,，對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行時(shí)域分析、頻域分析,、時(shí)頻域分析等,。例如，通過快速傅里葉變換（FFT）將時(shí)域的振動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)換為頻域信號(hào),，分析其頻譜特征,，找出與故障相關(guān)的頻率成分；通過小波分析等時(shí)頻域分析方法,，能夠更準(zhǔn)確地捕捉到信號(hào)在不同時(shí)間和頻率上的變化特征,，有助于早期故障的診斷和定位。

可視化監(jiān)測：除了數(shù)據(jù)采集和分析外,，實(shí)訓(xùn)臺(tái)還可能配備一些可視化監(jiān)測設(shè)備,，如高速攝像機(jī)、頻閃儀等,。高速攝像機(jī)可以拍攝齒輪嚙合,、軸承旋轉(zhuǎn)等過程的動(dòng)態(tài)圖像，通過觀察圖像可以直觀地發(fā)現(xiàn)齒輪的磨損,、齒面損傷等故障現(xiàn)象,；頻閃儀則可以在特定頻率下照射旋轉(zhuǎn)部件，使觀察者能夠看到部件在不同時(shí)刻的位置和狀態(tài),，有助于分析部件的運(yùn)動(dòng)特性和故障原因,。

安全保護(hù)部分

為了確保實(shí)訓(xùn)臺(tái)在運(yùn)行過程中的安全性，防止發(fā)生意外事故,，設(shè)置了多種安全保護(hù)裝置,。

過載保護(hù)：當(dāng)傳動(dòng)系統(tǒng)承受的載荷超過設(shè)定值時(shí)，過載保護(hù)裝置會(huì)自動(dòng)切斷動(dòng)力源,，避免設(shè)備因過載而損壞,。例如，在電機(jī)電路中安裝過載保護(hù)繼電器,，當(dāng)電流超過額定值時(shí),，繼電器會(huì)自動(dòng)跳閘，停止電機(jī)運(yùn)行,。

限位保護(hù)：在軸的軸向和徑向方向設(shè)置限位開關(guān),，當(dāng)軸的位移超過允許范圍時(shí),，限位開關(guān)會(huì)觸發(fā)，使設(shè)備停止運(yùn)行,，防止軸因過度位移而損壞軸承或其他部件,。

緊急停止按鈕：在實(shí)訓(xùn)臺(tái)的顯著位置設(shè)置緊急停止按鈕，一旦發(fā)生緊急情況,，操作人員可以立即按下按鈕,，切斷所有電源，使實(shí)訓(xùn)臺(tái)停止運(yùn)行,，以保護(hù)人員和設(shè)備的安全,。

防護(hù)裝置：在傳動(dòng)系統(tǒng)、旋轉(zhuǎn)部件等周圍設(shè)置防護(hù)欄,、防護(hù)罩等防護(hù)裝置,，防止操作人員接觸到危險(xiǎn)部位，避免發(fā)生機(jī)械傷害事故,。

軸承,、齒輪及傳動(dòng)系統(tǒng)綜合故障實(shí)訓(xùn)臺(tái)

工程大學(xué)葉片典型故障模擬測試臺(tái)

轉(zhuǎn)子系統(tǒng)振動(dòng)復(fù)合環(huán)境優(yōu)良測試平臺(tái)

旋轉(zhuǎn)機(jī)械運(yùn)行狀態(tài)模擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)

創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)學(xué)院軸承試驗(yàn)臺(tái)

設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)模擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)

風(fēng)電機(jī)組主軸軸承綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)

轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)教學(xué)實(shí)訓(xùn)演示臺(tái)

多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

轉(zhuǎn)子故障試驗(yàn)臺(tái)輸入功率提升和控制系統(tǒng)

低速全參數(shù)行星齒輪箱故障模擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)

諧波軸承性能檢測平臺(tái)

機(jī)械工程控制基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)臺(tái)

能源與動(dòng)力工程學(xué)院平臺(tái)

復(fù)雜機(jī)電液系統(tǒng)智能運(yùn)維功能性測試平臺(tái)

傳動(dòng)系統(tǒng)多功能綜合測試平臺(tái)

軸系激勵(lì)源識(shí)別方法小型驗(yàn)證試驗(yàn)臺(tái)

軸承高載荷加載及數(shù)據(jù)采集裝置

推進(jìn)軸系動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)采購及服務(wù)

全壽命周期齒輪實(shí)驗(yàn)臺(tái)

齒輪全壽命試驗(yàn)臺(tái)

大型風(fēng)機(jī)縮比控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)

大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組縮比控制系統(tǒng)

轉(zhuǎn)子振動(dòng)分析與故障模擬試驗(yàn)臺(tái)系統(tǒng)

機(jī)械振動(dòng)分析與運(yùn)維試驗(yàn)臺(tái)

軸系力學(xué)測試平臺(tái)

桌面式齒輪故障教學(xué)平臺(tái)

便攜式轉(zhuǎn)子軸承教學(xué)實(shí)驗(yàn)臺(tái)

桌面式轉(zhuǎn)子軸承故障教學(xué)平臺(tái)