机械故障模拟实验台在科研中的应用和价值

机械故障模拟实验台在科研中的应用和价值分为以下3各方面

1、依托机械故障模拟实验台在科研中的应用开展各种故障诊断测试研究工作。完善我实验室关于先进控制算法应用的研究。研究成果发表专业顶尖或高影响因子的SCI\EI刊源论文2-3篇。

2．依托该设备开展各种故障诊断及振动特性的研究工作。可以拓展我实验室在领域的相关研究工作，建立相应科研团队。依托团队进行研究生培养，拟指导研究生4-5名。

3．依托该设备可进行科研成果的转化工作，结合相关方向的科研题目，短期内可取得显著成效。研究成果申请发明专利或软件著作权2-3项。

4．该设备可以作为大型仪器设备每年开放共享1000学时，为相关相近专业的学生培养和科研工作提供设备支撑。

具体实验项目及所需科研系统

PT100轴承故障模拟实验台

基本特征

学习各种轴承发生故障时的振动频谱特征，在轴承故障诊断中起着非常重要的作用。PT100是PT系列中（机械振动模拟实验台）系列中较基础的一款产品。该机械振动模拟实验台为实验室教学而设计，旨在人为地引入各种故障轴承从而产生特定的频谱特征。它可以用来学习和分析轴承各个部件损伤时的固有频率、掌握轴承更换及安装的方法。特别的是，它作为一种前沿性的模拟实验平台，在学习振动诊断的教育机构中，从新手到专家，都是很有帮助的。

功能应用

·研究由于不对中引起的振动现象 ·轴对中训练

·联轴器研究 ·轴承缺陷及载荷效应研究

·旋转振动研究 ·偏心转子振动研究

·机械摩擦研究 ·信号处理技术研究

·振动传感器位置的最佳选择 ·振动专家认证测试

技术参数

电气参数

电机

½Hp, 西门子三相异步交流电机

控制器

VFD-M 变频器（带本地或远程控制功能）

电机最高转速

3,000 RPM (短时间运行)

速度范围

0 to 3,000 rpm可调

输入电压

220 VAC，单相，60/50 Hz

机械参数

轴直径

25mm 钢

轴承

正常轴承2个，故障轴承4个

轴承座

独特的轴承结构，易于更换普通轴承和有故障的轴承

底板

10mm厚度的镀铬钢基础底

安全罩

可固定透明防震安全罩，互锁开关，可在安全罩打开时停止电机

重量和尺寸：

重量

约35kg

尺寸

长度= 700mm，宽度= 310mm，高度= 360mm（带安全盖）

故障轴承套件故承套件 轴对中套件

PT300机械故障模拟实验台

基本特征

该模拟平台设计用于轴承故障模拟、学习动平衡、不对中、设备松动、滚动轴承故障及不同转速下的振动特征频率。该模拟平台，根据缺陷程度产生振动，可模拟由不平衡和不对中引起的振动现象，此外，它还是训练平衡和轴对准方法，来纠正不平衡和不对准故障、松动、轴承缺陷的理想选择。

功能应用

·精密动平衡模拟 ·信号处理技术研究

·中心支撑转子 ·高精度轴对中组件

·左右移动顶丝螺栓 ·可预先安装各种缺陷轴承

·单级或多级平衡训练 ·机械松动的故障模拟

·轴承问题的诊断 ·不同转速下轴承故障特征频率的分析

技术参数

电气参数

电机

½Hp, 西门子三相异步交流电机

控制器

VFD-M 变频器（带本地或远程控制功能）

电机最高转速

3,000 RPM (短时间运行)

速度范围

0 to 3,000 rpm可调

输入电压

220 VAC，单相，60/50 Hz

机械参数

轴直径

25mm 钢

轴承

正常轴承2个，故障轴承4个

轴承座

独特的轴承结构，易于更换普通轴承和有故障的轴承

转盘

两个152mm铝制旋转盘，两排18个M6孔

底板

10mm厚度的镀铬钢基础底

安全罩

可固定透明防震安全罩，互锁开关，可在安全罩打开时停止电机

重量和尺寸：

重量

约40kg

尺寸

长度= 700mm，宽度= 310mm，高度= 360mm（带安全盖）

故障轴承套件故承套件 轴对中套件

PT500齿轮箱故障模拟实验台

基本特征

齿轮传动系统模拟实验台（PT500）是专为模拟工业齿轮故障而设计的，用于齿轮传动系统的深入研究，它由一个带有滚动轴承、行星齿轮箱和电磁制动器和两级平行轴齿轮箱所组成。PT500的所有功能可用于研究齿轮箱动力学和声学特性、机器状态监测、基于振动的诊断技术、润滑或磨损颗粒分析。它有一个坚固稳定的结构，有足够的空间来放置振动数据采集器，来采集振动信号。其结构便于安装，更换齿轮。2级平行轴齿轮箱可设计为----通过不同的齿轮模块降低或提高齿轮比。并且可以测试滚动轴承缺陷，例如内圈，外圈和滚珠损坏。在齿轮测试中可以进行基本的负载控制，并且可以进行间隙调整以进行间隙研究。 可以将不同类型的缺陷集成到齿轮箱中，通过各种缺陷一次一个地或同时地研究缺陷之间的相互作用。

功能应用

·低速齿轮箱故障检测与诊断 ·研究齿轮失效引起的振动特征研究

·根据载荷变化研究齿轮特性 ·转速变化对振动特性的影响研究

·轴承缺陷及载荷效应 ·行星齿轮失效研究

·机械摩擦研究 ·信号处理技术研究

·研究速度和载荷变化的影响 ·最佳传感器位置的选择

·振动专家认证测试 ·电机故障研究

技术参数

电气参数

电机

1.5kW（2 hp）三相交流电动机

控制器

变频器频率变化（转速变化）

速度范围

100~6000rpm通过旋转旋钮调节速度

显示1

输入速度LED显示，最高9999 RPM，

显示2

输出速度LED显示，最高9999 RPM

轴向负载装置

磁粉制动器由电压控制，0~50Nm连续调节

开关1

操作ON / OFF开关

开关2

加载ON / OFF开关，加载到以前相同的设置

输出端子

1V脉冲/转的6V TTL信号输出

输入电压

220 VAC，单相，60/50 Hz

使用环境

-10~50C, 35~85RH

机械参数

输入轴：直径 25mm，输出轴：直径 30mm，钢

轴承单元

密封球轴承（6205）

轴承座

通过安装在低速轴上的正常和有缺陷轴承的组合，可以左右更换，可以分析低速缺陷

齿轮箱

2级3轴直齿轮箱，比率为4.97：1

所有有缺陷和良好的齿轮都组装在同一根轴上

行星齿轮

齿轮比10：1，径向载荷：260kg，轴向载荷：130kg

底板

精密加工的15mm压铸铝底座和6个橡胶绝缘底座

安全防护

抗冲击透明安全盖，带安全隔离器

输入轴：直径 25mm，输出轴：直径 30mm，钢

重量和尺寸

重量

约 70kg

尺寸

1000mm(L), 500mm(W), 470mm(H)

斜齿轮箱故障行星齿轮 轴对中套件 故障轴承

油液循环套件 PC通讯接口

PT600电机电流分析与电气故障模拟实验台

基本特征

Valenian电机电流分析与电气故障模拟实验台（PT600系列）是一种在一款实验平台上模拟各种电机缺陷和机械常见故障的实验装置。它可以同时测试电气和机械故障，以获得相同运行状态条件下有价值的数据。

它是一台可以应用于各种领域的实验平台，如电机故障的深入研究、科研院校，振动课程的培训、设备诊断人员的振动分析研究、培训和噪声振动工程师的认证测试。它是一种能够实现各种故障特征重现的实验台，对工程师和维护人员来说，这是必不可少的。它是一种特殊设计的产品，除了一般的机器故障特征外，还易于分析和学习电机故障。

功能应用

·研究故障轴承的振动信号特征 ·MCA缺陷检测系统的开发

·MCA缺陷检测软件的验证 ·研究不同载荷对缺陷电机故障信号的影响

·振动分析和MCA结果的比较 ·MCA缺陷分析技术的研究

·机械缺陷振动检测作为MCA技术互补可行性的研究 ·不对中及不平衡对电机电流信号的影响

技术参数

电气参数

电机

1Hp, 750瓦 西门子三相交流电机

控制器

VFD-M 交流变频器

最高速度 RPM

6,000 (短时间运行)

速度范围

100~6,000 rpm 可调

两个显示

RPM转速指示-7段LED显示屏，高达20次/秒

电流指示-7段LED显示屏，高达20次/秒

输出端子

1V脉冲/转的6V TTL信号输出

负载调节

0~24V电压负载调节

开始/停止 开关

以与先前设置相同的转速运行

电源

输入220 VAC，单相，50/60 Hz

机械参数

直径17mm , 钢

轴承

正常轴承2个

缺陷轴承（可选）

一个内圈缺陷轴承一个外圈缺陷轴承

基座

2个基座有3个轴承安装孔的滑块，用于轴承移动，基座内设有加速度传感器安装孔

转盘

150mm直径铝盘，140mm处设有M6 的18螺丝孔

行星齿轮箱

齿轮比9：1 渐开线型正齿轮

对中机构

使用千斤顶螺栓旋钮移动电机底座

磁粉制动器

手动, 0.0-50Nm, 重量:15kg

底板

10mm厚铝板

安全罩

抗冲击透明安全盖，带安全隔离器，可在安全罩打开时停止电机

重量和尺寸

重量

约 60kg

尺寸

长度=1000mm, 宽度=540mm, 高度=400mm (带安全盖）

PT600电气故障平台可选配件

故障行星齿轮 故障轴承 PC通讯接口

电压互感器 电流钳 7种缺陷电机

PT700机械振动模拟综合实验台

基本特征

PT700是一个复杂的机械故障模拟实验平台，具有机器振动模拟实验台（PT300）和齿轮传动系统模拟实验台（PT500）的所有功能。 它是一款机械振动与齿轮箱模拟综合实验台，旨在学习各种常见的机械缺陷和齿轮箱问题，如风力涡轮机同时高速和低速旋转时的机械故障。负责设备诊断的工程师可以使用该模拟实验台来学习振动诊断和测量方法，检测机械缺陷的技术，还可在机器故障情况下研究振动模式，以及寻找齿轮振动问题解决方案的能力。 特别是，它适合用作振动培训机构振动专家的实践性工具，或者用于深入研究风力涡轮机低速轴承缺陷和齿轮箱缺陷的学术研究人员。

功能应用

• 振动测量的实践 •时域波形, 频率分析

• 振动传感器位置的最佳选择 •相位测量，转速脉冲信号的应用

• 质量不平衡的影响 •1平面 & 2平面 动平衡

• 轴不对中的影响 •多级轴对中的实践

• 软脚校正 •启停机测试

• 轴临界转速的研究 •MODAL 分析, ODS 测量

• 轴承失效研究 • 故障轴承的时域 & 频率 分析

• 齿轮失效分析 • 齿轮间隙的影响

• 螺旋齿轮问题分析 • 油液分析& 磨粒分析

• 低速机械振动分析 •检测低速故障轴承方法的研究

• 机械状态监测实践

技术参数

电气参数

电机

1.5kw (2Hp)3相交流电机

控制器

变频器频率变化（转速变化）

速度范围

100~6000rpm通过旋转旋钮调节速度

显示1

输入速度LED显示，最高9999 RPM，

显示2

输出速度LED显示，最高9999 RPM

轴向负载装置

磁粉制动器由电压控制，0~50Nm连续调节

开关1

操作ON / OFF开关

开关2

加载ON / OFF开关，加载到以前相同的设置

输出端子

1V脉冲/转的6V TTL信号输出

输入电压

220 VAC，单相，60/50 Hz

使用环境

-10~50C, 35~85RH

机械参数

输入轴直径25mm，输出轴直径30mm，钢

转盘（转子）

直径154mm铝制转子，带2排M6螺丝孔（140mm-18个孔,120mm-18个孔）

轴承单元

转子组件单元中轴承（UCPH-205）

齿轮箱密封球轴承（6005 x2ea，6204x2ea，6805x2ea）

轴承座

通过安装在低速轴上的正常和有缺陷轴承的组合，可以左右更换，可以分析低速缺陷

齿轮箱

2级，3轴直齿轮箱，减速比为4.97：1，轴：直径 25mm，中间轴和输出轴：直径 30mm，所有有缺陷和良好的齿轮都组装在同一根轴上

磁粉制动器（用于齿轮负载）

0-50 Nm，通过电压调节; 旨在为齿轮箱提供所需的负载，额定扭矩：50Nm，额定电压和电流：24V / 0.94A，功率：22.6W，重量：14.5Kg，最大速度：1800rpm，磁粉量：60gr

负载（可选）

直径为130mm的旋转盘，用于给轴承提供负载

百分表

1 / 100mm移动指示器，并用于对中校正可在不对中测试后，返回到原始位置

缺陷轴承（可选）

内圈缺陷轴承（0.5和1），外圈缺陷轴承（0.5和1）

底板

底板厚度15mm，精密机加工压铸铝底座和6个橡胶绝缘底座

安全防护

抗冲击透明安全盖，带安全隔离器

重量和尺寸

重量

约 80kg

尺寸

长度x宽度x高度 = 750x320x390 mm

PT700机械故障模拟综合试验台可选配件

斜齿轮箱故障行星齿轮 轴对中套件 故障轴承

油液循环套件 PC 通讯接口

BTS100轴承寿命预测性实验台

基本特征

在旋转机械中轴承起着非常重要的作用。意外的轴承损坏会导致停机，生产损失甚至更严重的机器损坏。

大多数状态监测系统通常测量轴承振动并进行趋势分析，以评估振动信号的准确性和损伤严重程度，来评估机器的健康状况。该评估完全基于历史数据或统计分析，并且可能由于过早更换良好轴承而导致经济损失。使用轴承完整性预测模型，分析难点在于缺乏加速寿命测试装置和用于变量测量的传感器，BTS100将满足这一需求。该实验台设计结构，允许您使用各种外径的轴承座和轴承适配器，能够试验各种尺寸的轴承。 轴承支撑在轴的末端，并在轴承额定载荷下，另外施加在轴承上负载达5ton，它是一种在轴承长时间运转并测试轴承早期磨损的实验设备。BTS100是目前市场上同类产品中应用最为广泛的一种轴承寿命预测研究方法，对振动工程师和轴承设计人员具有一定的参考价值。

功能应用

.检测故障滚子轴承

.熟悉包络分析和信号处理技术

.外圈，内圈或滚动体，保持架的损伤对频谱的影响

.润滑剂对振动频谱的影响

.进行轴承磨损发展的基础研究

.了解轴承缺陷机制作为轴承载荷，转速的函数关系

.基于损伤发展，运行速度，载荷类型和轴承尺寸估算滚子轴承使用寿命预测模型的开发

.振动，电机电流，负载，摩擦和噪声与频谱之间的相关性

.模型基本诊断/预测算法的证明

技术参数

电气参数

电机

3H/P 三相异步电机

变频器

3相变速交流变频器

速度范围

0~3000变速可调

负载传感器

垂直向：50kgf~5000kgf，灵敏度：2mV / V，终端电阻：350 Ohm

轴向：20kgf~2000kgf，灵敏度：2mV / V，终端电阻：350 Ohm

温度传感器

测量范围：0~100 Deg，灵敏度：2mV / Deg，电阻：0.4 Ohm

显示

转速：7段LED显示屏，最多 20次/秒

温度：7段LED显示屏，最多 10次/秒

电源

输入220 VAC，单相，50/60 Hz

机械参数

直径24,50,55mm，阶梯结构

支撑轴承

内侧：6210，外侧：NJ210

轴承座

半剖分圆柱形结构

测试轴承

滚动轴承 直径20,30,45mm（订货时注明）

滑动轴承 ：30,45mm（可选）

加载单元

垂直向：手动调节至5000kg

轴向：手动调节至2000kg

底板

15mm厚铝板

安全罩

抗冲击透明安全盖，带安全隔离器，可在安全罩打开时停止电机

重量和尺寸

重量

约 60kg

尺寸

长度=970mm, 宽度=540mm, 高度=550mm (带安全盖）

轴承预测试验台可选配件

轴向负载 温度输出

滑动轴承套件 油液循环套件

WFD1000风力涡轮发电机故障模拟实验台

基本特征

Valenian是一个模拟工业风力涡轮发电机的实验平台。它是一款多功能的实验平台，其布局合理，设计精湛，加工装配公差精确。

WTS1000除了能够模拟低速齿轮故障和异常振动外，还可以模拟常见的机械故障特征。它主要由叶片低速级（伺服电机驱动），行星齿轮箱，平行齿轮箱和发电机组成。 它可以检测低速轴承的缺陷，以及高速行星齿轮和平行齿轮的故障。它旨在通过模拟风力涡轮发电机等低速设备的机械故障，来学习相关的故障检测技术。这是一个可靠的学习平台，能让您学习，检测及分析风力涡轮发电机的故障特点。其可应用于各种领域，例如研究风力涡轮发电机振动的专家、振动培训机构、以及设备振动分析和故障诊断部门的技术人员，都是必不可少的实验装置。

功能应用

• 基本振动测量 • 时域波形, 频率分析

• 振动传感器位置的最佳选择 • 相位测量，转速数据应用

• 不对中效应研究 • 多级轴对中的实践

• 软脚的发现与校正 • 启停机测试

• 轴承失效研究 • 轴承故障时域频频信号分析

• 齿轮失效分析 • 齿轮齿隙效应研究

• 斜齿轮失效分析 • 油液分析& 磨粒分析

• 行星齿轮失效分析 • 低速轴承故障检测

• 机械状态监测实践 • MODAL 分析, ODS 测量

• 发电机故障分析 • 电机故障分析

技术参数

电气参数

齿轮电机

4极，2.2kW，减速比（1/60），输出速度（30rpm），允许输出扭矩（642 [Nm]）

伺服电机（可选）

额定功率（4kW），扭矩（38.2 [Nm]），最大扭矩（114.6[nm]）

控制器

Delta VFD-M变频器

速度范围

低速：5至30 rpm可变高速：300 - 1800rpm

发电机

4极永磁发电机，额定功率：2.2kW，输出电压：380VAC，接线：3相4线

5个显示模块

RPM显示 - 7段LED显示，低，中，高速 3个

电压V显示 - 7段LED显示，最大值 20次/秒 1个

电流A 显示 - 7段LED显示，最大值 20次/秒 1个

5个输出端子

RPM输出BNC终端，1脉冲/转12V，TTL，低，中，高速

电压V输出-BNC端子，灵敏度：0.11V/V（24V/220V）

电流A输出-BNC端子，灵敏度：0.1V/A

电源

输入220 VAC，单相，50/60 Hz

机械参数

直径35mm，钢

轴承

两个正常轴承 UC-207

行星齿轮

HS300-L2-12：1，轴直径（L速度; 38，H速度：24）

齿轮箱

轴直径（L速度; 28，H速度; 24，M速度; 28）

25齿 - 小齿轮：1ea，58齿齿轮：2ea，28齿齿轮：3ea，60齿齿轮：1ea

联轴器

爪式联轴器和法兰联轴器

底板

10mm厚的镀铬钢

安全罩

抗冲击透明安全盖，带安全隔离器，可在安全罩打开时停止电机

重量和尺寸

重量

约 120kg

尺寸

长度=1800mm,宽度=620mm, 长度=500mm

伺服电机系统 直齿轮箱 故障轴承套件

仿真叶片 故障行星齿轮 电源变压器