一種便于更換故障零件的機(jī)械故障綜合模擬試驗(yàn)臺(tái)制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開(kāi)一種便于更換故障零件的機(jī)械故障綜合模擬試驗(yàn)臺(tái)，包括電電動(dòng)機(jī)、故障模擬軸盤、故障模擬齒輪箱、故障模擬軸承、徑向加載系統(tǒng)、阻尼器和臺(tái)座；齒輪故障的模擬通過(guò)故障模擬齒輪箱實(shí)現(xiàn)；軸承故障的模擬通過(guò)故障模擬軸承實(shí)現(xiàn)；軸系故障的模擬通過(guò)故障模擬軸盤實(shí)現(xiàn)；動(dòng)力由電動(dòng)機(jī)提供；系統(tǒng)的徑向加載通過(guò)徑向加載系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，扭矩載荷通過(guò)阻尼器實(shí)現(xiàn)；各模塊之間通過(guò)聯(lián)軸器連接。進(jìn)行故障模擬實(shí)驗(yàn)時(shí)，將需要演示其故障的零件連入傳動(dòng)鏈，傳動(dòng)鏈其他零件均使用無(wú)故障零件，啟動(dòng)電機(jī)帶動(dòng)軸系、齒輪及相關(guān)零件轉(zhuǎn)動(dòng)，在相應(yīng)位置布置適當(dāng)?shù)膫鞲衅骷纯蓪?shí)現(xiàn)機(jī)械故障的模擬演示。本發(fā)明專利技術(shù)可以模擬電機(jī)、軸承、轉(zhuǎn)子及齒輪等機(jī)械系統(tǒng)的常見(jiàn)故障。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及教學(xué)工具
，特別涉及一種機(jī)械故障綜合模擬試驗(yàn)臺(tái)。
技術(shù)介紹
機(jī)械系統(tǒng)中各零部件的安全運(yùn)行是整個(gè)機(jī)械系統(tǒng)安全運(yùn)行的保障，而齒輪、軸承等零件的故障通常會(huì)影響系統(tǒng)的運(yùn)行，引起振動(dòng)、停車甚至發(fā)生事故，造成嚴(yán)重后果。因此，及時(shí)地監(jiān)測(cè)、發(fā)現(xiàn)零件的故障，采取相應(yīng)措施，對(duì)于避免意外事故的發(fā)生，降低事故造成的經(jīng)濟(jì)損失具有重要意義。各大學(xué)院校機(jī)械工程相關(guān)專業(yè)也都將《機(jī)械故障診斷》課程作為重要的專業(yè)主干課程，機(jī)械故障綜合模擬試驗(yàn)臺(tái)是《機(jī)械故障診斷》課程實(shí)驗(yàn)的重要實(shí)驗(yàn)儀器，對(duì)于學(xué)生理解課堂知識(shí)，增加實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)有重要作用。目前市場(chǎng)中相關(guān)產(chǎn)品種類繁多，可以實(shí)現(xiàn)各種齒輪、軸承、軸系等零件的常見(jiàn)故障模擬，實(shí)現(xiàn)教學(xué)目的。但是，現(xiàn)有產(chǎn)品普遍存在故障零件更換困難的問(wèn)題，導(dǎo)致實(shí)際教學(xué)實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生需耗費(fèi)大量時(shí)間和精力更換故障零件進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，降低了課堂效率，潤(rùn)滑油易造成實(shí)驗(yàn)室環(huán)境污染，而頻繁地更換零件，也容易造成實(shí)驗(yàn)臺(tái)本身精度降低，影響實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。因此，針對(duì)以上問(wèn)題，有必要設(shè)計(jì)一種新型的機(jī)械故障綜合模擬試驗(yàn)臺(tái)，實(shí)現(xiàn)更方便地更換故障零件，為相關(guān)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)與科研工作提供方便。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于提供一種便于更換故障零件的機(jī)械故障綜合模擬試驗(yàn)臺(tái)，可以簡(jiǎn)便實(shí)現(xiàn)各種故障零件的更換，加載裝置易調(diào)節(jié)，方便于教學(xué)演示與科研工作的使用。為實(shí)現(xiàn)上述功能，本專利技術(shù)采用如下技術(shù)方案：一種便于更換故障零件的機(jī)械故障綜合模擬試驗(yàn)臺(tái)，包括電動(dòng)機(jī)、故障模擬齒輪箱、阻尼器和臺(tái)座；電動(dòng)機(jī)和故障模擬齒輪箱固定在臺(tái)座上；故障模擬齒輪箱包括箱座、箱蓋、高速軸、低速軸和撥叉機(jī)構(gòu)；箱座固定在臺(tái)座上，箱座內(nèi)平行安裝有高速軸和低速軸；高速軸為輸入軸，低速軸為輸出軸；高速軸和低速軸兩端均通過(guò)軸承支撐在故障模擬齒輪箱的箱座上；高速軸上裝1個(gè)高速軸齒輪；低速軸上裝多個(gè)低速軸齒輪；低速軸與低速軸齒輪之間通過(guò)鍵進(jìn)行周向定位，軸向通過(guò)軸套與軸肩進(jìn)行定位；高速軸與高速軸齒輪之間通過(guò)鍵進(jìn)行周向定位，軸向能夠通過(guò)撥叉機(jī)構(gòu)帶動(dòng)進(jìn)行滑動(dòng)；高速軸齒輪為無(wú)故障的正常齒輪，低速軸齒輪中一個(gè)齒輪為無(wú)故障正常齒輪，其余齒輪為故障齒輪；電動(dòng)機(jī)的輸出軸通過(guò)聯(lián)軸器連接傳動(dòng)階梯軸的輸入端，傳動(dòng)階梯軸的輸出端通過(guò)聯(lián)軸器連接故障模擬齒輪箱的高速軸的輸入端；故障模擬齒輪箱的低速軸的輸出端連接阻尼器。進(jìn)一步的，所述撥叉機(jī)構(gòu)包括撥叉手柄、撥叉、方軸和方軸手柄；箱蓋上開(kāi)有窄槽作為撥叉手柄的導(dǎo)軌；撥叉手柄通過(guò)彈簧滾珠結(jié)構(gòu)在導(dǎo)軌中進(jìn)行定位，彈簧滾珠結(jié)構(gòu)置于撥叉手柄內(nèi)部與箱蓋接觸處；撥叉手柄下部開(kāi)槽，槽寬與撥叉寬度相等；撥叉安裝于撥叉手柄下部的槽中，能夠在撥叉手柄的帶動(dòng)下沿導(dǎo)軌方向移動(dòng)；撥叉手柄兩側(cè)開(kāi)圓孔，圓孔直徑略大于方軸對(duì)角線長(zhǎng)度，保證方軸轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程不與撥叉手柄發(fā)生干涉；撥叉上端開(kāi)方形孔槽，與方軸間隙配合，使撥叉能夠在方軸上左右滑動(dòng)；方軸穿過(guò)撥叉上端的方形孔槽和撥叉手柄的圓孔；固定連接方軸的方軸手柄位于箱蓋外側(cè)；方軸手柄的周向轉(zhuǎn)動(dòng)能夠通過(guò)方軸帶動(dòng)撥叉實(shí)現(xiàn)放下、抬起的操作。進(jìn)一步的，箱蓋上開(kāi)有若干對(duì)應(yīng)不同低速軸齒輪的V型槽作為定位槽。進(jìn)一步的，所述故障齒輪為斷齒齒輪、磨損齒輪、點(diǎn)蝕齒輪或膠合齒輪。進(jìn)一步的，還包括故障模擬軸盤、故障模擬軸承和徑向加載系統(tǒng)；故障模擬軸盤包括左側(cè)盤和右側(cè)盤；故障模擬軸承包括左側(cè)軸承座蓋、左側(cè)軸承、左側(cè)軸承座、徑向加載處軸承、徑向加載處軸承座、右側(cè)軸、右側(cè)軸承座蓋和右側(cè)軸承座；左側(cè)軸承、徑向加載處軸承座和右側(cè)軸承依次安裝在傳動(dòng)階梯軸上；左側(cè)軸承座和右側(cè)軸承座固定在臺(tái)座上；左側(cè)軸承和右側(cè)軸承分別安裝在左側(cè)軸承座和右側(cè)軸承座中；左側(cè)軸承座蓋和右側(cè)軸承座蓋通過(guò)螺釘可拆卸的安裝在左側(cè)軸承座和右側(cè)軸承座上，并將左側(cè)軸承和右側(cè)軸承分別固定于左側(cè)軸承座蓋和左側(cè)軸承座之間、右側(cè)軸承座蓋和右側(cè)軸承座之間；徑向加載處軸承安裝在徑向加載處軸承座上；左側(cè)盤和右側(cè)盤安裝在于傳動(dòng)階梯軸上，左側(cè)盤位于左側(cè)軸承和徑向加載處軸承之間；右側(cè)盤位于徑向加載處軸承和右側(cè)軸承之間；徑向加載系統(tǒng)用于對(duì)徑向加載處軸承座施加徑向載荷。進(jìn)一步的，徑向加載系統(tǒng)包括液壓缸和液壓缸支座；液壓缸安裝在液壓缸支座頂部；液壓缸支座安裝在臺(tái)座上，液壓缸支座的中部具有一個(gè)內(nèi)凹的開(kāi)口，徑向加載處軸承安裝于液壓缸支座的中部開(kāi)口中，液壓缸的輸出軸作用在徑向加載處軸承座上，通過(guò)徑向加載處軸承座向徑向加載處軸承和階梯軸施加徑向載荷相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本專利技術(shù)具有以下有益效果：1、故障模擬軸盤系統(tǒng)采用階梯軸設(shè)計(jì)，便于軸上盤、加載塊、軸承等零件裝卸，防止裝卸過(guò)程劃傷軸表面。2、故障診斷軸盤系統(tǒng)由傳動(dòng)軸和兩個(gè)盤組成，在盤上增加質(zhì)量塊可以模擬軸系不對(duì)中等故障，盤與軸采用緊配合，由軸肩單側(cè)定位；傳動(dòng)軸通過(guò)軸肩與軸承座上的軸承定位。3、故障模擬軸盤系統(tǒng)增加徑向加載裝置，通過(guò)液壓驅(qū)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)精確的連續(xù)加載，加載處采取特殊設(shè)計(jì)，加載裝置不影響軸盤及軸上零件的裝卸。4、所述的加載系統(tǒng)通過(guò)液壓驅(qū)動(dòng)，加壓大小變化范圍大，便于控制，適合實(shí)驗(yàn)教學(xué)需要。5、兩組軸承尺寸不同，可根據(jù)實(shí)驗(yàn)需求布置正常齒輪與故障齒輪。6、齒輪箱通過(guò)撥叉結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)在停機(jī)狀態(tài)下不打開(kāi)齒輪箱，即可通過(guò)撥動(dòng)撥叉實(shí)現(xiàn)不同故障齒輪的嚙合，進(jìn)行各種齒輪故障的模擬。7、齒輪箱撥叉通過(guò)彈簧滾珠結(jié)構(gòu)定位，通過(guò)橡皮塞固定。8、通過(guò)阻尼器作為轉(zhuǎn)動(dòng)的載荷。附圖說(shuō)明圖1為本專利技術(shù)便于更換故障零件的機(jī)械故障綜合模擬試驗(yàn)臺(tái)的立體圖。圖2為本專利技術(shù)便于更換故障零件的機(jī)械故障綜合模擬試驗(yàn)臺(tái)的故障模擬齒輪箱的立體圖。圖3為本專利技術(shù)便于更換故障零件的機(jī)械故障綜合模擬試驗(yàn)臺(tái)的故障模擬齒輪箱的隱藏箱蓋及相關(guān)連接螺釘?shù)牧Ⅲw圖。圖4為本專利技術(shù)便于更換故障零件的機(jī)械故障綜合模擬試驗(yàn)臺(tái)的故障模擬齒輪箱中撥叉結(jié)構(gòu)工作原理的示意圖。圖5為本專利技術(shù)便于更換故障零件的機(jī)械故障綜合模擬試驗(yàn)臺(tái)的故障模擬軸盤的立體圖。圖6為本專利技術(shù)便于更換故障零件的機(jī)械故障綜合模擬試驗(yàn)臺(tái)的故障模擬軸盤傳動(dòng)階梯軸的立體圖。圖中，各序號(hào)對(duì)應(yīng)零部件分別為：電動(dòng)機(jī)(1)、聯(lián)軸器(2)、故障模擬軸盤(3)、故障模擬齒輪箱(4)、故障模擬軸承(5)、徑向加載系統(tǒng)(6)、阻尼器(7)、臺(tái)座(8)、鍵(9)、箱座(11)、箱蓋(10)、軸承蓋(12)、高速軸(13)、低速軸(14)、高速軸齒輪(15)、低速軸齒輪(16)、軸承(17)、撥叉手柄(18)、撥叉(19)、方軸(20)、方軸手柄(21)、液壓缸(22)、液壓缸支座(23)、左側(cè)盤(24)、左側(cè)軸承座蓋(25)、左側(cè)軸承(26本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種便于更換故障零件的機(jī)械故障綜合模擬試驗(yàn)臺(tái)，其特征在于，包括電動(dòng)機(jī)(1)、故障模擬齒輪箱(4)、阻尼器(7)和臺(tái)座(8)；電動(dòng)機(jī)(1)和故障模擬齒輪箱(4)固定在臺(tái)座(8)上；故障模擬齒輪箱(4)包括箱座(11)、箱蓋(10)、高速軸(13)、低速軸(14)和撥叉機(jī)構(gòu)；箱座(11)固定在臺(tái)座(8)上，箱座(11)內(nèi)平行安裝有高速軸(13)和低速軸(14)；高速軸(13)為輸入軸，低速軸(14)為輸出軸；高速軸(13)和低速軸(14)兩端均通過(guò)軸承支撐在故障模擬齒輪箱(4)的箱座(11)上；高速軸(13)上裝1個(gè)高速軸齒輪(15)；低速軸(14)上裝多個(gè)低速軸齒輪(16)；低速軸(14)與低速軸齒輪(16)之間通過(guò)鍵進(jìn)行周向定位，軸向通過(guò)軸套與軸肩進(jìn)行定位；高速軸(13)與高速軸齒輪(15)之間通過(guò)鍵進(jìn)行周向定位，軸向能夠通過(guò)撥叉機(jī)構(gòu)帶動(dòng)進(jìn)行滑動(dòng)；高速軸齒輪(15)為無(wú)故障的正常齒輪，低速軸齒輪(16)中一個(gè)齒輪為無(wú)故障正常齒輪，其余齒輪為故障齒輪；電動(dòng)機(jī)(1)的輸出軸通過(guò)聯(lián)軸器連接傳動(dòng)階梯軸(27)的輸入端，傳動(dòng)階梯軸(27)的輸出端通過(guò)聯(lián)軸器連接故障模擬齒輪箱(4)的高速軸(13)的輸入端；故障模擬齒輪箱(4)的低速軸(14)的輸出端連接阻尼器(7)。...

【技術(shù)特征摘要】
1.一種便于更換故障零件的機(jī)械故障綜合模擬試驗(yàn)臺(tái)，其特征在于，包括電動(dòng)機(jī)(1)、
故障模擬齒輪箱(4)、阻尼器(7)和臺(tái)座(8)；
電動(dòng)機(jī)(1)和故障模擬齒輪箱(4)固定在臺(tái)座(8)上；
故障模擬齒輪箱(4)包括箱座(11)、箱蓋(10)、高速軸(13)、低速軸(14)和撥叉
機(jī)構(gòu)；箱座(11)固定在臺(tái)座(8)上，箱座(11)內(nèi)平行安裝有高速軸(13)和低速軸(14)；
高速軸(13)為輸入軸，低速軸(14)為輸出軸；高速軸(13)和低速軸(14)兩端均通過(guò)軸
承支撐在故障模擬齒輪箱(4)的箱座(11)上；高速軸(13)上裝1個(gè)高速軸齒輪(15)；低
速軸(14)上裝多個(gè)低速軸齒輪(16)；低速軸(14)與低速軸齒輪(16)之間通過(guò)鍵進(jìn)行周
向定位，軸向通過(guò)軸套與軸肩進(jìn)行定位；高速軸(13)與高速軸齒輪(15)之間通過(guò)鍵進(jìn)行周
向定位，軸向能夠通過(guò)撥叉機(jī)構(gòu)帶動(dòng)進(jìn)行滑動(dòng)；高速軸齒輪(15)為無(wú)故障的正常齒輪，低速
軸齒輪(16)中一個(gè)齒輪為無(wú)故障正常齒輪，其余齒輪為故障齒輪；
電動(dòng)機(jī)(1)的輸出軸通過(guò)聯(lián)軸器連接傳動(dòng)階梯軸(27)的輸入端，傳動(dòng)階梯軸(27)的
輸出端通過(guò)聯(lián)軸器連接故障模擬齒輪箱(4)的高速軸(13)的輸入端；故障模擬齒輪箱(4)
的低速軸(14)的輸出端連接阻尼器(7)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種便于更換故障零件的機(jī)械故障綜合模擬試驗(yàn)臺(tái)，其特征在
于，所述撥叉機(jī)構(gòu)包括撥叉手柄(18)、撥叉(19)、方軸(20)和方軸手柄(21)；箱蓋(10)
上開(kāi)有窄槽作為撥叉手柄(18)的導(dǎo)軌；撥叉手柄(18)通過(guò)彈簧滾珠結(jié)構(gòu)在導(dǎo)軌中進(jìn)行定位，
彈簧滾珠結(jié)構(gòu)置于撥叉手柄(18)內(nèi)部與箱蓋(10)接觸處；
撥叉手柄(18)下部開(kāi)槽，槽寬與撥叉(19)寬度相等；撥叉(19)安裝于撥叉手柄(18)
下部的槽中，能夠在撥叉手柄(18)的帶動(dòng)下沿導(dǎo)軌方向移動(dòng)；撥叉手柄(18)兩側(cè)開(kāi)圓孔，
圓孔直徑略大于方軸(20)對(duì)角線長(zhǎng)度，保證方軸(20)轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程不與撥叉手柄(18)發(fā)生干
涉；撥叉(19)上端開(kāi)方形孔槽，與方軸(20)間隙配合，使撥叉(19)能夠在方軸(20)上

\t左右滑動(dòng)；方軸(20)穿過(guò)撥叉(19)上端的方形孔槽和撥叉手柄(18)的圓孔；固定連接方
軸(20)的方軸手柄(21)位于箱蓋(10)外側(cè)；方軸手柄(21)的周向轉(zhuǎn)動(dòng)能夠通過(guò)方軸(20)
帶動(dòng)撥叉(19)實(shí)現(xiàn)放下...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：王保建，李兵，王忠睿，趙曉洋，康颯，楊娜，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：西安交通大學(xué)，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：陜西;61