轴承故障模拟仿真及加载寿命预测性试验台

BTS500轴承故障模拟仿真及加载寿命预测性试验台技术方案

瓦伦尼安

1.产品简介

在旋转机械中轴承起着非常重要的作用。 意外的轴承损坏会导致停机，生产损失甚至更严重的机器损坏。 大多数状态监测系统通常测量轴承振动并进行趋势分析，以评估振动信号的准确性和损伤严重程度，来评估机器的健康状况。 该评估完全基于历史数据或统计分析，并且可能由于过早更换良好轴承而导致经济损失。使用轴承完整性预测模型，分析难点在于缺乏加速寿命测试装置和用于变量测量的传感器， BTS500将满足这一需求。

该实验台设计结构，允许您使用各种外径的轴承座和轴承适配器，能够试验各种尺寸的轴承。 轴承支撑在轴的末端，并在轴承额定载荷下，另外施加在轴承上负载达5ton，它是一种在轴承长时间运转并测试轴承早期磨损的实验设备。

 

2.载荷系统及支撑轴承机构

载荷是轴承使用寿命的重要组成部分。过载会降低轴承寿命，并可能发生过早磨损。该实验装置可以给轴承产生一个过载的工作状态，能够研究轴承劣化的渐变的过程。

垂直载荷机构安装在轴的末端，它能控制轴上，垂直方向的载荷。轴由两个内径（f120，的轴承支撑，试验轴承的内径为f130mm。轴承座中的被测试轴承，用液压千斤顶从下往上施加载荷，测力传感器负责测量轴承的负载。

该机构被设计的很容易安装和拆卸试验轴承，并具有将载荷有效的施加到实际轴承上的优点。通过调节千斤顶螺栓，可以在垂直方向上将轴承箱的载荷从50kg调节提升到5000kg。 通过拧紧千斤顶螺栓来增加径向和轴向的载荷，并测量与施加到测力传感器的载荷成比例的信号并显示结果。测试轴承箱设计的特点是：便于安装和拆卸测试轴承。将轴承外圈安装到箱体中时，并用螺栓锁紧轴承座盖来安装轴承。

                      

3. 多种速度运转

转速也是轴承寿命的重要组成部分。通过不断改变加速度和减速度的速度波动，轴承磨损可以迅速加剧，并缩短试验时间，以获得轴承的预后。电机驱动中的可编程功能可实现多速运行。

 

 

4. 轴的设计

安装测试轴承的轴设计有非常严格的公差，以防止轴承内圈旋转。 因此，安装和更换可能并不容易。 确保轴表面没有因冷装配而损坏造成轴直径减小，以至于最终需要更换轴。

 

5. 径向及轴向载荷压力计

轴承的径向及轴向载荷通过液压千斤顶螺栓和测力传感器来施加作用力。测力传感器测量出的压力载荷会显示在仪表上。载荷控制范围在50kgf~5000kgf之间，以kgf（9.8KN）为单位显示。通过旋转安装在支撑板上的千斤顶螺栓来调节，可以将径向和轴向载荷调整到所需值，并显示该值。

 

6. 调整转速和运行/停止开关

前置面板上的速度控制旋钮和”运行/停止“开关，可以自由操作模拟实验台，而不是使用，电机变频器键盘上的，转速调整和”启动/停止“功能。由于安全原因，可调节转速的电机变频器，安装在安全壳的后部。很难调整。另外，变频器顶部键盘上，“上/下”按钮非常小，不利于调整转速和“启动/停止”，因此该实验台设计成，把所有的功能，移动到前置面板上实现。

 

7. 转速检测

安装在底板上的光学传感器，用于检测轴的转速，并获得与转速同步的转速信号。一个脉冲/旋转，转速计信号可以输出到BNC终端，可作为同步信号发送给信号分析仪，以便该脉冲可用于相位测量，而无需在动平衡过程中安装额外的转速计装置。这个信号同时也在前置面板上实时显示转速值。

注意：去除连接到电机联轴器表面的红外传感器反射带将导致没有速度检测。

 

8. 转速、垂直、轴向载荷和温度显示

安装4个显示单元（7段LED显示），用于在前置面板上显示转速、轴向负载、径向负载和温度值。显示屏以每秒20次的刷新速度显示转速（或赫兹）、垂直负载（kgf）和温度（摄氏度）的连续瞬时值。使用来自转速传感器的脉冲信号显示转速，通过从安装在支撑座上的测力传感器，获得与负载成比例的信号，负载显示以千克力显示。

 

9. 转速脉冲和垂直/轴向负载输出

转速脉冲和垂直/轴向负载都有BNC输出端子。转子每转一圈，转速传感器，就会产生一个脉冲，测力传感器会给出与垂直或轴向负载成比例的模拟信号。

 

10. 温度传感器、温度显示、过热保护电路

如果测试轴承在出现故障的情况下仍在工作，过热可能会导致轴承完全烧坏。

温度值由测试轴承箱中的嵌入式的温度传感器估算并显示。此外，如果该值超过设定值（初始值85°C），则设计为向变频器发送跳闸信号并停止工作。

 

 

 

11.被测试故障轴承

 

当机械故障（不平衡、不对中）引起的应力集中在轴承上时，轴承故障可能导致机械的灾难性故障，造成生产和效益的巨大损失。因此，了解轴承故障引起的振动现象对机械工程师来说是非常重要的。将故障类型状态可以设置的故障轴承一个接一个地安置在机器中，研究轴承故障引起的振动现象是非常重要的。

可以提供的故障轴承类型，包括轴承内圈故障，轴承外圈故障，轴承滚珠故障，轴承保持架故障，轴承综合故障类型。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12.技术参数

电气参数
1.电机：	5.5千瓦 三相异步电机
2.变频器：	变频器频率范围：0-599Hz,额定输入：380-480V，50/60Hz, ,额定输出：3P 0-460V 5.5KW
3.速度范围：	0~3600变速可调，精度1转/分钟。
4.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
5.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.
6.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
7.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%.
8.输出信号端子：	BNC 接线端子口，1V脉冲/转的6V TTL信号输出
9.电机驱动控制接口：	NEUTRIK Pin 1: +15V , Pin 2: GNDPin  3: SG-   Pin  4: SG +Pin  5: NC   Pin 6: for communication
10.空气开关断路器：	额定绝缘电压Ui:690V,额定工作电压Ue:400V,额定冲击耐受电压Uimp:6000V,瞬时脱扣整定电流Li:10Ii,额定极限短路分断能力Icu:AC 400V 25KA，额定运行短路分断能力Ics AC 400V 18KA
11.负载传感器：	垂直向：50kgf~5000kgf，灵敏度：2mV / V，终端电阻：350 Ohm 轴向：50kgf~5000kgf，灵敏度：2mV / V，终端电阻：350 Ohm
12.温度传感器：	测量范围：0~100 Deg，灵敏度：2mV / Deg，电阻：0.4 Ohm
13.显示：	转速：7段LED显示屏，最多 20次/秒 温度：7段LED显示屏，最多 10次/秒
14.电源：	输入220 VAC，单相，50/60 Hz
15.直接启动万能转换开关：	额定发热电流,,32A,额定工作电压，120V,240V,440V，额定工作电流，AC-15,14A/6A DC-13 25A 11A
机械参数
16.轴：	直径130mm，
17.支撑轴承：	调心滚子轴承，内径120mm.
18.轴承座：	半剖分圆柱形结构，便于拆卸安装。
19.测试轴承：	滚动轴承 直径130mm
20.加载单元：	垂直向：手动调节至5000kg 轴向：手动调节至5000kg
21.底板：	T形槽铸铁底座
22.测试故障轴承类型	轴承外圈故障，轴承内圈故障，轴承滚动体故障，轴承综合故障，轴承保持架故障
重量和尺寸：
23.重量：	约 1000kg
24.尺寸：	长度=1200mm, 宽度=550mm, 高度=450mm

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