PT500pro旋转机械故障模拟试验台技术方案
1.1概述
PT500pro旋转机械故障模拟试验台，可方便地模拟旋转机械多种状态，可进行各种状态的振动测试对比分析及诊断，该平台可适用于部队装备保障部门的教学、训练等领域，尤其适用于对设备诊断中、高级技能进行培训。
1.2 试验台主要功能、性能指标
1.2.1试验台功能介绍：
可以开展滚动轴承故障测试、齿轮故障测试、转子不平衡、轴不对中等故障模拟与振动测试试验，在试验台上还可进行振动、轴心轨迹、转速测量技能训练。
1.2.2试验台可开展如下的实验项目：
（1）使用相应的测试设备或系统，在试验台上可进行开展振动、轴心轨迹、转速测量技能训练。
（2）试验台旋转转速可调；负载载荷可调节。
（3）模拟在不同速度条件下的轴系振动特征。
1.2.3主要部件的故障模拟：
1）滚动轴承故障模拟。配有三种预制缺陷的滚动轴承配件：内滚道表面损伤缺陷、外滚道表面损伤缺陷和滚动体表面损伤缺陷。
2）齿轮故障模拟。配有断齿故障齿轮。
3）轴系故障模拟。可模拟轴系不对中、不平衡、轴弯曲等故障。
1.2.4试验台性能指标：
（1）电机额定转速：2000 r/min；
（2）电机调速范围：0~6000 r/min；
（3）电机功率：1.5kw。
（4）磁粉制动器：50N.m。
（4）转盘尺寸：Ф98mm×14mm，12孔；Ф152mm×16mm，36孔；
（5）转盘材质：铝合金。
（6）转轴：Ф19.05mm×600mm；Ф12mm×600mm。
1.2.5物理特性
（1）重量：90kg。
（2）外形尺寸：外形尺寸（长×宽×高）： 1400mm×600mm×500mm。
1.2.6接口特性
（1）机械接口：无。
（2）电气接口：供电：AC220V±10%，50Hz±2Hz；
总功率：2kW。
1.3 硬件技术方案
旋转机械故障模拟试验台由三相异步驱动电动机、变频调速器、转轴、联轴器、齿轮箱、磁粉制动器、磁粉制动器负载调节单元、激光转速计、转速调节旋钮、电源输入模块、滚动轴承、同步带、同步皮带轮、油润滑轴套、针式滴油杯、配重转盘、传感器安装支架、底座、对中调节装置、等等组成。具体组成详见表1。
表1 旋转机械故障模拟试验台组成
序号
设备组成
数量
备注
1
电动机
1台
三相异步电机1.5千瓦
2
齿轮箱
1台
二级变速，含1个断齿、1个磨损、1个缺齿、1个裂纹故障模拟齿轮。
3
转轴
3根
1根Ф19.05mm×600mm；
2根Ф12mm×600mm（含1根弯曲转轴）
4
磁粉制动器及控制器
1套
磁粉制动器最大扭矩50N.m
5
变频调速器
1台
三相异步变频器
6
转速显示单元
1套
含激光转速计、信号放大器、转速表
7
转速调节单元
1套
可变电位器配合粗调和精调转速
8
配重转盘
4个
Ф98mm2个；Ф152mm2个；铝合金材质；含配重螺钉。
9
故障模拟滚动轴承
1批
含5种故障类别的故障模拟轴承（内圈故障、外圈故障、滚动体故障、综合故障、保持架故障）
10
油润滑轴套
2个
黄铜材质
11
针阀式润滑油杯
2个
有润滑轴套润滑用
12
传感器安装支架
1批
用于转速传感器、位移传感器等安装
13
底座
1个
各设备组件安装使用
1.4 软件技术方案
电机驱动软件（VFDSoft）电机驱动器可以通过IFD6500由PC机控制。如图所示，连接试验台中电机接口和IFD6500（USB）之间的局域网电缆。IFD6500是一款RS-485到USB转换器，不需要外部电源和复杂的设置过程。支持75到115.2kbps的波特率和数据传输的自动切换方向。RS-485接口采用RJ-45，用户接线方便。安装软件后，您可以控制频率（电机速度）、电机运行/停止和程序设置。
1.5 结构方案
旋转机械故障模拟试验台由三相异步驱动电动机、变频调速器、转轴、联轴器、齿轮箱、磁粉制动器、磁粉制动器负载调节单元、激光转速计、转速调节旋钮、电源输入模块、滚动轴承、同步带、同步皮带轮、油润滑轴套、针式滴油杯、配重转盘、传感器安装支架、底座、对中调节装置、等等组成。
1.6 关键技术
基本部件单元
三相异步驱动电动机、变频调速器、转轴、联轴器、齿轮箱、磁粉制动器、磁粉制动器负载调节单元、激光转速计、转速调节旋钮、电源输入模块、滚动轴承、同步带、同步皮带轮、油润滑轴套、针式滴油杯、配重转盘、传感器安装支架、底座、对中调节装置所组成。
驱动电机
高效节能ABB三相交流电动机，功率1.5KW,额定转速3000转/分钟。
电源输入模块
额定电流 10A,配有过电流保险丝，具有电源滤波功能。
电机电源快插接头
3P加接地快插接头方便更换电机，ABS塑料材质，耐高压保护。
交流变频器
变频器频率范围：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
速度调节方式
通过旋转TOCOS精密电位器，配合高阻值及低阻值调速旋钮对转速进行精确调节
转速控制精度
1转/分钟 1RPM。
转速调节范围
0-6000RPM可调（最高转速6000RPM短时间运行）
转速测量模块
采用漫反射激光转速计进行脉冲信号采集，最大采集距离130mm,最小检测目标直径0.04mm.
激光信号变送器
电源电压：12-24VDC ，响应时间：小于0.5ms，绝缘阻抗：20兆欧以上
转速显示模块
传感器供电：12VDC±10%，80mA, 绝缘阻抗：100兆欧以上,,数值实时显示，可切换Hz,RPM，显示范围0-99999，测量精度误差小于0.05%.
平行齿轮箱
齿轮箱2级3轴直齿轮箱，减速比率为4.97：1，(1st 级:25/58, 2nd 级:28/60)直齿轮输入角20 模数 2.5所有有故障及良好的齿轮都组装在同一根轴上，可随时切换啮合齿轮。（断齿、磨损、缺齿）
齿轮间隙调节机构
齿轮箱配有中间轴支架，可任意调整齿隙。
齿轮箱立板观察口
可选用透明亚克力材料，更便于观测齿轮运行状态
故障轴承
滚珠轴承，PH204,内径20mm,5种故障（轴承内圈，外圈，滚动体故障）
转轴
Ф19.05mm×600mm；Ф12mm×600mm。
动平衡转子盘
材质铝制，红色阳极表面处理，直径152MM,配有36个平衡孔，10°等分360°圆周。Ф98mm×14mm，12孔；Ф152mm×16mm，36孔；
可调磁粉制动器参数
额定扭矩：50Nm，额定电压：24V，额定电流：0,6A，额定功率：22.6W重量：14.5Kg，最高转速：1800 RPM，磁粉重量：60gr
磁粉控制显示模块
7段LED显示电流数值，及加载电压数值，前置面板同时具有输出电压，电流功能。电源输入：DC4-40V，（AC 3V-30V）,输出 1.23-37V,最大输出电流:3A，转换效率大于80%。
散热风扇
电压：220V,风量：25CFM，转速：2500RPM,电流：0.09A，噪声：31dB(A)
磁吸安全开关
触点形式：SPST, 触点类型： Magnetic Contact,触点额定值：10Vat 200V, 磁吸类型：Alnico 5.
开关1
控制电机启动停止开关
开关2
控制磁粉制动器F开关，加载到以前相同的设置
输入电压
220 VAC，单相，60/50 Hz
底板
精密加工15mm铝板，并含有减震底座
电机对中机构
电机一端具有千斤顶对中调节螺栓，方便进行轴对中调节
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，同时有防打开断电保护磁吸开关装置。
使用环境
-10~50C, 35~85RH。
外形尺寸
（长×宽×高）： 1400mm×600mm×500mm。
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