智能工程学院先进制造装备动力传动故障教学实验平台

满足机电系统多振动源共振信号的特征提取模型的试验测试需求，可以提供旋转机械和驱动电机等常见设备和部件的缩比试验件（轴承，转子，驱动异步电机，风扇转子，齿轮箱等），并可对这些设备和部件常见的典型故障进行故障模拟，提供机电系统多振源共振信号特征提取模型构建、训练和验证过程中的数据基础和验证平台基础。

先进制造装备动力传动故障教学实验平台由三个实验台构成：

1) PT600电机故障诊断模拟实验台；

2) PT500齿轮箱故障诊断模拟实验台；

3) BTS100轴承剩余寿命寿命预测模拟实验台。

各试验台的技术指标和要求分别如下：

（1）PT600电机故障诊断模拟实验台

结构组成：

三相异步电动机、联轴器、双支撑试验轴承座单元、动平衡校正单元、行星齿轮箱、磁粉制动器、转速调节及显示模块、负载调节及显示模块、转速脉冲输出模块、电流测量传感器、变频驱动及直接驱动两种电源驱动、RUZ变频器通讯模块以及相应的底座、机械防护、电气防护等组成。

驱动电机：

ABB三相交流电动机，功率2HP，线对线电阻6.0Ω@25℃，定子槽数36，转子条数28，电机功率因数82.5%

滚动轴承：

至少包含1类滚动轴承PH206，内径30mm

动平衡转子盘：

材质铝制，红色阳极表面处理，直径150mm，配有36个平衡孔，10°等分360°圆周

行星齿轮箱：

单级传动，减速比10:1，额定输入转速3000RPM，轴向力3230N，径向力6460N

可调磁粉制动器：

额定扭矩50Nm，额定电压24V，额定电流0.94A，额定功率22.6W，重量14.5Kg，转速1800RPM，磁粉重量60gr

交流变频器：

变频器频率0-599Hz，额定输入380-480V、50/60Hz、6.4.A，额定输出3PH、0-460V、4.6A、3.5KVA、1.5KW

转速控制精度：

1转/分钟

转速调节范围：

0-1750RPM可调（转速6000RPM短时间运行）

电流检测传感器：

额定输入20A，额定输出20mA，变比1000:1，相位差5′，线性度0.1%，饱和电压2V，隔离耐压3KV，短时电流0-70A（RL10Ω）

转速测量模块：

采集距离130mm，检测目标直径0.04mm

激光信号变送器：

电源电压12-24V，响应时间0.5ms，绝缘阻抗20兆欧

精密对中机构：

分辨率0.01mm，测量量程0-10mm，防震抗压

底板：

精密加工15mm铝板，并含有减震底座

安全防护：

前置面板含有急停按钮，转动转子部分含有亚克力防护罩，

尺寸：

长*宽*高分别1250mm*500mm*410mm。

故障电机：

包含至少7台如下故障模式的电机，转子不平衡交流电机(RUM-1)，转子偏心交流电机(RMM-1)，轴弯曲的交流电机(BRM-1)，轴承故障交流电机(FBM-1)，转子条故障交流电机(BBM-1)，定子绕组故障交流电机(WFM-1)，电压不平衡和单相交流电机(SPM-1)。

故障齿轮：

包含至少3个如下故障模式的齿轮，太阳齿故障、行星齿轮故障、齿圈故障。

故障轴承：

包含至少5个如下故障模式的故障轴承，内圈故障、外圈故障、滚珠故障、保持架故障、综合故障。

转子：包含至少2个动平衡转子。

（2）PT500齿轮箱故障诊断模拟实验台

结构组成：

三相异步电动机、平行轴齿轮箱、润滑油液循环单元、行星齿轮箱、可调磁粉制动器、转速调节及转速显示模块、负载调节及显示模块、转速脉冲输出模块、安全防护磁吸断电保护开关统、RUZ变频器通讯模块以及相应的底座、机械防护、电气防护等组成。

驱动电机：

ABB三相交流电动机，功率2HP，线对线电阻6.0Ω@25℃，定子槽数36，转子条数28，电机功率因数82.5%

平行齿轮箱：

不小于2级3轴直齿轮箱，减速比率4.97:1，至少满足所有有故障和良好的齿轮都能组装在同一根轴上，可随时切换啮合齿轮；齿轮箱配有中间轴支架，可任意调整齿隙

润滑油液循环单元：

配有直流24伏齿轮循环油泵，出油流量12L/min，扬程3米，出口压力3bar

行星齿轮箱：

单级传动，减速比10:1，额定输入转速3000RPM，轴向力3230N，径向力6460N

可调磁粉制动器：

额定扭矩50Nm，额定电压24V，额定电流0.94A，额定功率22.6W重量14.5Kg，转速1800RPM，磁粉重量60gr

交流变频器：

变频器频率0-599Hz，额定输入200-240V、50/60Hz、18.5A，额定输出3PH、0-230V、8.5A、3.2KVA、1.5KW

齿轮传动系统模拟平台（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。

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