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昆山漢吉龍測控技術(shù)有限公司
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列車轉(zhuǎn)向架軸箱實驗臺在教學(xué)科研工作中的貢獻
2025-1-17 閱讀(40)
VALENIAN-PT820轉(zhuǎn)向架軸箱實驗臺
一：實驗臺說明
機車轉(zhuǎn)向架軸箱是車輛驅(qū)動系統(tǒng)的核心組件，車軸與軸箱體由轉(zhuǎn)向架相連，將線性力和滾動力進行轉(zhuǎn)化。隨著車輛運行里程的增加,軸承及齒輪的故障問題呈現(xiàn)明顯增加的趨勢。高速機車車組轉(zhuǎn)向架的軸承故障很容易引起熱軸、燃軸、切軸等事故發(fā)生，如果不能及時對轉(zhuǎn)向架軸承故障進行預(yù)測分析與檢修，極大可能會嚴重危及行車安全。因此轉(zhuǎn)向架軸箱機構(gòu)的故障診斷識別主要是對齒輪、軸承、的故障類別進行特征挖掘分類和預(yù)測。
振動信號分析法是機車組轉(zhuǎn)向架軸箱內(nèi)部組件，齒輪和軸承故障診斷中應(yīng)用最為廣泛的研究方法，通過采集不同損傷情況的齒輪和軸承工作過程中的振動加速度信號，應(yīng)用機器學(xué)習(xí)手段對信號講行分類與預(yù)測，挖掘故障數(shù)據(jù)的潛在特征，對故障診斷效率和準確率有著極大的提升。
VALENIAN-PT820轉(zhuǎn)向架軸箱實驗臺，可以模擬重現(xiàn)轉(zhuǎn)向架軸箱常見的故障振動信號，讓很難提取到早期的故障特征進行重現(xiàn)，出現(xiàn)在隨著機器學(xué)習(xí)技術(shù)的發(fā)展和完善，研究人員將機器學(xué)習(xí)模型應(yīng)用于故障診斷，提高了診斷準確性。
二：瓦倫尼安實驗臺可以完成如下基礎(chǔ)實驗
l 四輪模擬負載調(diào)節(jié)；
l 齒輪箱齒輪故障特征模擬（斷齒，磨損，缺齒）；
l 軸承故障特征模擬（內(nèi)圈故障，外圈故障，滾珠故障，保持架故障，綜合故障）；
l 齒輪箱齒輪間隙大小與振動及軸承運行噪聲關(guān)聯(lián)性；
l 油液潤滑對齒輪嚙振動與溫度噪聲的關(guān)聯(lián)性；
l 基礎(chǔ)剛性對振動的影響；
l 基礎(chǔ)松動的振動特征；
三：實驗臺基本組成
三相異步電機，直連驅(qū)動減速機，變頻器，磁粉制動器，支撐軸承座，直齒輪箱，傘形齒輪傳動軸組，基礎(chǔ)實驗臺，負載調(diào)節(jié)系統(tǒng)，轉(zhuǎn)速測量與顯示模塊，電流測量與顯示模塊，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)模塊，基礎(chǔ)隔振模塊。
VALENIAN-PT820轉(zhuǎn)向架軸箱實驗臺3D構(gòu)圖
四：實驗臺技術(shù)參數(shù)：
1. 驅(qū)動齒輪電機：2.2KW帶減速器，額定輸入轉(zhuǎn)速1450轉(zhuǎn)/分鐘，減速比8：1，額定扭矩180NM,轉(zhuǎn)速可調(diào)。
2. 電源輸入模塊：額定電流 16A,配有過電流保險絲，具有電源濾波功能。
3. 電機電源快插接頭：3P加接地快插接頭方便更換電機，ABS塑料材質(zhì)，耐高壓保護。
4. 交流變頻器：變頻器頻率范圍：0-599Hz,額定輸入：200-240V，50/60Hz,2.2KW。
5. 速度調(diào)節(jié)方式：通過旋轉(zhuǎn)TOCOS精密電位器，配合高阻值及低阻值調(diào)速旋鈕對轉(zhuǎn)速進行精確調(diào)節(jié)。
6. 轉(zhuǎn)速測量模塊：采用漫反射激光轉(zhuǎn)速計進行脈沖信號采集，最大采集距離130mm,最小檢測目標直徑0.04mm。
7. 激光信號變送器：電源電壓：12-24VDC ，響應(yīng)時間：小于0.5ms，絕緣阻抗：20兆歐以上。
8. 轉(zhuǎn)速顯示模塊：傳感器供電：12VDC±10%，80mA, 絕緣阻抗：100兆歐以上,數(shù)值實時顯示，可切換Hz,RPM，顯示范圍0-99999，測量精度誤差小于0.05%。
9. 輸出信號端子，BNC 接線端子口。
10. 減速機：齒輪，75齒，M2.0，外徑154。（故障類型：缺齒、斷齒、磨損）
11. 故障軸承，滾珠軸承，PH206,內(nèi)徑30mm,5種故障（軸承內(nèi)圈，外圈，滾珠，保持架，綜合故障）。
12. 傳動傘形齒：齒數(shù)30齒、模數(shù)2.5、內(nèi)孔30mm。
13. 傳動軸直徑：30mm。
14. 可調(diào)磁粉制動器：額定扭矩：50Nm，額定電壓：24V，額定電流：0,6A，額定功率：22.6W重量：14.5Kg，最高轉(zhuǎn)速：1800 RPM，磁粉重量：60gr。
15. 磁粉控制顯示模塊：7段LED顯示電流數(shù)值，及加載電壓數(shù)值，前置面板同時具有輸出電壓，電流功能。電源輸入：DC4-40V，（AC 3V-30V）,輸出 1.23-37V,最大輸出電流:3A，轉(zhuǎn)換效率大于80%。
16. 底板：精密加工15mm鋁板，并含有減震底座。
17. 電機對中機構(gòu)：電機一端具有千斤頂對中調(diào)節(jié)螺栓，方便進行軸對中調(diào)節(jié)。
18. 安全防護：前置面板含有急停按鈕。
外形尺寸：外形尺寸1100-600-500（mm）。
數(shù)采系統(tǒng)：
1. 測量通道數(shù)量：四通道傳感器同時數(shù)據(jù)信號采集和一個轉(zhuǎn)速信號測量通道。
2. 支持傳感器類型：壓電式傳感器振動，噪聲聲級計，轉(zhuǎn)速計、電壓型輸出傳感器。
3. 數(shù)模轉(zhuǎn)換器精度：24AD位。
4. 支持最高采樣頻率：最大100kHz/通道，多種量程范圍可選。
5. 輸入精度：相位：優(yōu)于0.1度，幅值：優(yōu)于0. 1%。
6. 儀器最高動態(tài)范圍：110dB。
7. 數(shù)據(jù)傳輸端口：千兆網(wǎng)口接入。
8. 傳感器輸入信號接口：BNC公頭接線端子。
9. 傳感器輸入電壓范圍：-10V～+10V。
10. 壓電式傳感器供電：20伏-4毫安傳感器通用輸入端口。
11. 濾波器：低通，高通，帶通，帶阻四種模式可選。
12. 頻譜分辨率：默認51200線，多種擋位可選。
13. 工作電源：配套AC220V直流電源適配器供電。
14. 工作溫度范圍：-25℃~75℃。
4：軟件功能：
(1) 時域及頻域信號的實時采集、實時存儲，實時顯示、實時分析，采集數(shù)據(jù)后，保存數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)事后分析；
(2) FFT頻譜分析、頻響函數(shù)分析、幅值及頻率橫坐標及縱坐標，縮放縮小、自功率譜、互功率譜、、共振解調(diào)譜分析、小波分析、軸心軌跡圖、倒頻譜、長時間數(shù)據(jù)連續(xù)采集記錄及回放分析、信號窗函數(shù)可選；
(3) 支持軸承故障特征數(shù)據(jù)導(dǎo)入，并可自動進行軸承故障類型的智能診斷分析，提示軸承故障類型如BPFI,BFFO,BSF,FTF的信息。
(4) 支持幅值的平均值、幅值最大值、幅值最小值、幅值峰峰值、波形因素、峰度、波峰因數(shù)、時域和頻域分析；
(5) 含有聲學(xué)分析及倍頻程分析功能；
(6) 支持低通、高通、帶通、濾波器等常用頻率濾波工具；
(7) 能提供單光標、諧波光標顯示頻率及幅值，光標具有移動標記定位功能進行數(shù)據(jù)瀏覽功能；
(8) 聲學(xué)數(shù)據(jù)分析模塊，支持多通道聲信號并行、連續(xù)采集存儲，采集后數(shù)據(jù)波形可進行時域分析及聲壓信號分析，數(shù)據(jù)呈現(xiàn)波形有，時域聲壓波形頻譜、窄帶頻譜、1/3倍頻程譜、1/1倍頻程譜，等常用聲學(xué)分析頻譜。
(9) 軟件測試數(shù)據(jù)含有原始數(shù)據(jù)導(dǎo)出功能，數(shù)據(jù)可以進行二次開發(fā)功能，通用性強，數(shù)據(jù)導(dǎo)出格式有，文本，excel matlab 開放VB、VC、LabView、通用平臺的軟件二次開發(fā)數(shù)據(jù)接口工具；
(10) 數(shù)據(jù)信號采集加窗函數(shù)，如矩形窗、漢寧窗、海明窗、平頂窗可選；
(11) 外部數(shù)據(jù)導(dǎo)入功能，支持文本文件、Excel表格文件等標準格式的文件導(dǎo)入測試系統(tǒng)進行分析顯示；
