旋轉機械運行狀態(tài)模擬實驗教學臺 返回列表頁

旋轉機械運行狀態(tài)模擬實驗教學臺是一種用于模擬旋轉機械運行狀態(tài)、開展教學與實驗活動的設備，以下將從其結構組成、功能作用、實驗項目等維度展開介紹：

結構組成

· 機械本體模塊

· 動力驅動系統(tǒng)：通常采用電機作為動力源，搭配變頻器實現(xiàn)對電機轉速的精確控制，可使轉子在不同轉速下運行，模擬旋轉機械在啟動、升速、穩(wěn)定運行、降速及停機等不同階段的狀態(tài)。

· 轉子系統(tǒng)：是實驗教學臺的核心部件，包括轉軸、安裝在轉軸上的圓盤、葉輪等部件。這些部件的質量分布、轉動慣量等參數(shù)會影響轉子的動力學特性，可通過改變圓盤或葉輪的數(shù)量、位置、質量等來模擬不同的旋轉機械轉子結構。

· 支承系統(tǒng)：一般由軸承座和軸承組成，用于支承轉子并保證其能夠平穩(wěn)旋轉，常見的軸承類型有滾動軸承和滑動軸承，不同類型的軸承具有不同的動力學特性和適用工況。

· 測量與監(jiān)測模塊

· 傳感器系統(tǒng)：安裝有多種傳感器，如加速度傳感器用于測量轉子的振動加速度，位移傳感器用于監(jiān)測轉子的徑向或軸向位移，轉速傳感器用于測量轉子的旋轉速度，溫度傳感器用于監(jiān)測軸承、電機等部件的溫度4。

· 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)：將傳感器采集到的模擬信號轉換為數(shù)字信號，并進行采集和存儲，具有較高的采樣頻率和精度，以確保能夠準確捕捉到旋轉機械運行過程中的瞬態(tài)信號和穩(wěn)態(tài)信號。

· 數(shù)據(jù)分析與處理軟件：對采集到的數(shù)據(jù)進行實時分析和處理，能夠顯示振動的時域波形、頻域頻譜、軸心軌跡等信息，還可以進行特征提取、故障診斷算法的應用，以及對旋轉機械的運行狀態(tài)進行評估和預測。

· 故障模擬模塊

· 不平衡故障模擬裝置：通過在轉子上安裝不同質量的偏心塊或調整原有部件的質量分布，來模擬轉子的不平衡故障。

· 不對中故障模擬裝置：用于模擬轉子與相鄰部件之間的軸線不對中情況，可通過調整連接部件的位置或角度來實現(xiàn)不同程度的不對中，如平行不對中、角度不對中或綜合不對中等。

· 軸承故障模擬裝置：通過在軸承上設置人工缺陷，如滾道磨損、滾珠破裂、內圈或外圈裂紋等，來模擬軸承故障。

功能作用

· 教學功能

· 理論結合實際：為學生提供真實的實驗環(huán)境，讓他們將在課堂上學到的機械原理、振動理論、信號處理等知識應用到實際操作中，加深對理論知識的理解。

· 培養(yǎng)實踐技能：學生可以親自動手操作實驗臺，學習使用各種測量儀器和設備，掌握實驗設計、數(shù)據(jù)采集、分析處理等實踐技能，提高動手能力和解決實際問題的能力。

· 課程實驗教學：配合機械相關專業(yè)課程，如《機械故障診斷學》《旋轉機械動力學》等，設計一系列實驗項目，使學生熟悉旋轉機械常見故障的模擬方法和診斷技術，為今后從事相關工作打下堅實的基礎2。

· 科研功能

· 故障機理研究：研究人員可以利用實驗臺模擬各種復雜的故障工況，深入研究旋轉機械故障的發(fā)生、發(fā)展機理。

· 診斷技術研發(fā)：實驗臺為開發(fā)新的故障診斷方法和技術提供了測試平臺，研究人員可以在實驗臺上采集大量的故障數(shù)據(jù)，對不同的診斷算法和模型進行驗證和優(yōu)化。

· 優(yōu)化設計研究：通過在實驗臺上模擬不同的運行工況和故障情況，對旋轉機械的結構設計、材料選擇、潤滑系統(tǒng)等方面進行優(yōu)化研究。

實驗項目

· 轉子振動特性實驗：包括測定轉子的固有頻率、振型，分析不同轉速下轉子的振動響應，觀察振動幅值、頻率隨轉速的變化規(guī)律，以及研究轉子在臨界轉速附近的振動特性等。

· 不平衡故障實驗：模擬不同程度和位置的不平衡故障，讓學生觀察不平衡對轉子振動的影響，學習不平衡故障的診斷方法，如通過振動頻譜分析確定不平衡的類型和位置，掌握動平衡試驗的原理和操作方法，對轉子進行動平衡校正。

· 不對中故障實驗：設置不同類型和程度的不對中故障，觀察不對中時轉子的振動特征和軸心軌跡變化，分析不對中故障對旋轉機械運行的影響，學習利用振動信號和軸心軌跡診斷不對中故障的方法。

旋轉機械運行狀態(tài)模擬實驗教學臺

軸承高載荷加載及數(shù)據(jù)采集裝置

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全壽命周期齒輪實驗臺

齒輪全壽命試驗臺

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轉子振動分析與故障模擬試驗臺系統(tǒng)

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轉子軸承教學平臺

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軸承預測模擬實驗臺