传动系统故障诊断模拟教学试验台开展实验项目及功能目标概述

实验一:机械状态监测实践实验（综合性实验）

1.基本要求：了解和掌握设备状态监测与故障诊断的理论基础和实施细则。

2.主要内容：振动分析技术是通过采集故障模拟实验台传动系统中各部件处的振动数据和波形，以振动理论为依据，经过振动频谱分析诊断，可以准确判断出故障点及故障程度，提高机械故障识别率。振动数据分析主要包括时域、频域、时频域等分析方法。通过时域振动幅值，分析可以判断出故障模拟实验台故障的发展趋势。为了精确判断故障发生部位、故障程度，需对振动数据进行频域分析。在故障模拟实验台故障的频域分析中，振动信号的频谱图直观的表达出信号中的频率成分以及各频率成分的能量大小。快速傅里叶变换(FFT)在故障分析领域中起着非常重要的作用，通过杂乱无章的时域波形图变换成直观、有规律的频谱图。在FFT的基础上进行包络分析、共振解调分析等，可实现对故障模拟实验台健康评估与故障诊。

3.操作要点：详见《信息采集器使用说明》及《VALENIAN-PT700故障诊断模拟教学试验台操作手册》

4.主要仪器设备：多通道信息采集器及VALENIAN-PT700故障诊断模拟教学试验台。

实验二：齿轮失效分析实验

1.基本要求：了解常见的齿轮故障类型以及不同故障类型在振动信号中的反馈。

2.主要内容：通过了解常见的齿轮缺陷类型，如断齿，缺齿，磨损齿轮。在试验台下进行不同转速和不同负载下的振动信号提取，数据保存。研究和学习齿轮故障类型对不同转速不同负载下的振动信号反馈。单一齿轮故障植入或者两组故障齿轮故障植入对振动信号的影响。采用振动频谱分析手段，对齿轮故障类型进行识别。

3.操作要点：详见《信息采集器使用说明》及《VALENIAN-PT700故障诊断模拟教学试验台操作手册》。

4.主要仪器设备：多通道信息采集器及VALENIAN-PT700故障诊断模拟教学试验台。

实验三：轴临界转速的研究实验

1.基本要求：了解轴临界转速的理论基础和运行工况特征频谱，了解轴系转子的共振曲线。

2.主要内容：学习和了解轴的临界转速实测方法，即特定系统固有频率的测定，了解和掌握集中简单的临界转速的计算方法。观察轴在通过临界转速时的现象及影响临界转速的因素。当轴的转速等于系统的固有频率时，就会出现共振，轴在此时振动和振幅最大，这时候的转速就称为临界转速，其实本质就是该实验台系统的固有频率。通过改变实验台的运行速度配合信息采集器在实验台升速过程中找到最大振动幅值的转速，记录振动频谱和转速。

3.操作要点：详见《信息采集器使用说明》及《VALENIAN-PT700故障诊断模拟教学试验台操作手册》。

4.主要仪器设备：多通道信息采集器及VALENIAN-PT700故障诊断模拟教学试验台。

实验四：低速机械振动分析实验

1.基本要求：了解低速设备的工作特点以及如何采集和提取低速设备低幅值振动信号和识别。

2.主要内容：低速机械工况介绍，对于低速重载机械振动分析的难点。低速重载设备在工业生产中应用非常广泛，尤其是在一些轧钢厂内，多数轧机均属于此类范畴。对于一般转速在100RPM以下的设备，目前对于低速重载类设备的状态检测仍旧以磨损分析为主，但多数设备均采取集中润滑的方式，这给设备故障的定位形成了很大的障碍。虽然大多同时也进行振动的检测，但对于一些极端低速设备，尤其是一些轧机类设备本身载荷较大，在存在故障时其故障点能量又较低，其振动能量的变化无法被现有的一些常用仪表检测到。因其不能反应设备的全部状态，也就造成了部分低速重载设备的状态难以把握。但是低速重载设备由于缺乏有效的检测手段，还很难采取较为准确地诊断。

3.操作要点：详见《信息采集器使用说明》及《VALENIAN-PT700故障诊断模拟教学试验台操作手册》。

4.主要仪器设备：多通道信息采集器及VALENIAN-PT700故障诊断模拟教学试验台。

实验五：轴不对中的影响实验

1.基本要求：了解轴不对中的类型，以及不对中对旋转机械的影响。

2.主要内容：轴不对中主要分为水平不对中及角度不对中。了解和实践由于轴不对中对于实验台振动及噪声的影响，了解不对中的危害，在旋转设备的计划外停机中，有超过70%是因轴不对中所引起的。这些非计划性的停机，导致了维修成本的增高和生产的损失。此外，轴不对中还会增大机器的振动和磨损，增大能源消耗，导致轴承、密封甚至是联轴器发生故障，缩短了，机械寿命。

3.操作要点：详见《信息采集器使用说明》及《VALENIAN-PT700故障诊断模拟教学试验台操作手册》。

4.主要仪器设备：多通道信息采集器及VALENIAN-PT700故障诊断模拟教学试验台。

实验六：振动传感器位置的最佳选择实验（综合性实验）

1.基本要求：了解工业振动传感器的类型以及安装传感器的常见方法，测点位置确定。

2.主要内容：振动传感器主要分为压电式加速度传感器，非接触式电涡流位移传感器，电磁式动圈式振动传感器。根据不同测试采用不同的传感器。传感器安装类型主要分为：螺纹安装，磁吸磁吸安装，胶粘安装，根据采集不同的振动响应频率确定。传感器选择位置原则要求：尽量靠近轴承，三个方向设测点且必须设在刚性良好处。对于低速重载轴承在负载区域设置测点。不要在基座和基础上测区轴承数据，不要将测量位置放在薄板上如电机散热护罩。

3.操作要点：详见《信息采集器使用说明》及《VALENIAN-PT700故障诊断模拟教学试验台操作手册》。

4.主要仪器设备：多通道信息采集器及VALENIAN-PT700故障诊断模拟教学试验台。

实验七：油液分析&磨粒分析实验

1.基本要求：了解齿轮箱油液分析的技术手段以及油品常见的理化性质特点。

2.主要内容：设备润滑与磨损状态监测(以下简称油液监测)是设备开展润滑管理、设备

状态维修的重要基础工作，是提高设备可靠性、保证设备安全运行的重要手段。

油液监测技术就是通过对设备在用润滑油的理化性能指标、磨损金属和污染杂质颗粒的定期跟踪监测，抽取在用油油样并测定其劣化变质程度及油液中磨损磨粒的特性，来分析判断机械零部件的磨损过程，部位，磨损机理，失效类型及磨损程度等，得到机械零部件运转的信息。磨损磨粒的特性主要指磨粒的含量，尺寸，成分，形态，表面形貌及粒度分布等。油样分析技术通常包括油液理化性能分析技术，铁谱分析技术，光谱分析技术，颗粒技术技术，磁塞技术等。

3.操作要点：详见《信息采集器使用说明》及《VALENIAN-PT700故障诊断模拟教学试验台操作手册》。

4.主要仪器设备：多通道信息采集器及VALENIAN-PT700故障诊断模拟教学试验台。

实验八：振动测量的实践实验（综合性实验）

1.基本要求：振动测量过程种注意事项以及如何保存测试数据分析测试数据。

2.主要内容：振动测量前先确定“基准数据”，了解机械故障模拟实验台的故障植入类型，了解故障模拟实验台的结构和设备基本参数，如轴承型号，转速，齿轮齿数，负载大小，联轴器类型，了解实验台的传动方式。如何分析时域波形，频谱波形幅值单位选择，频宽设置，分析线数设置，频率和专属的关系，轴承固有损坏频率的计算，齿轮齿轮数计算啮合频率。

3.操作要点：详见《信息采集器使用说明》及《VALENIAN-PT700故障诊断模拟教学试验台操作手册》。

4.主要仪器设备：多通道信息采集器及VALENIAN-PT700故障诊断模拟教学试验台。

实验九：螺旋齿轮问题分析实验

1.基本要求：了解直齿轮和斜齿轮的工作特性以及对振动的影响。

2.主要内容：1.了解和学习常见的齿轮故障类型2.故障齿轮在振动信号的具体表现形式

3.如何通过振动分析的方式分析齿轮故障。4.单一故障齿轮振动频谱特征的表现5.同时植入两个故障齿轮时振动信号的影响。5.齿轮齿隙如何调节6.齿隙过大和过小对振动和噪声的影响7.齿隙过小和和过大对齿轮温度的影响.

3.如何识别单一故障齿轮振动信号及两个齿轮故障振动故障信号

3.操作要点：详见《信息采集器使用说明》及《VALENIAN-PT700故障诊断模拟教学试验台操作手册》。

4.主要仪器设备：多通道信息采集器及VALENIAN-PT700故障诊断模拟教学试验台。

实验十：质量不平衡的影响实验

1.基本要求：了解质量不平衡的产生机理以及如何通过振动分析的手段监测不平衡。

2.主要内容：设备动平衡不良或故障通常是指旋转机械的转子部件质量相对于旋转轴的轴心发生偏心时所引起异常振动。现场动平衡就是指在不拆除设备的情况下，直接进行转子部件的动平衡校正(一般需要专用仪器)。在讲述如何动平衡前，首先让我们认识、了解动平衡不良表现出来的特征及动平衡不良对设备的影响：动平衡异常对设备产生的不良影响： 

1. 降低设备的预期使用寿命，特别表现在轴承的早期损坏； 2. 缩短设备的保养周期；3. 增加设备维护成本；4. 影响产品质量；5. 恶化工作环境等。

3.操作要点：详见《信息采集器使用说明》及《VALENIAN-PT700故障诊断模拟教学试验台操作手册》。

4.主要仪器设备：多通道信息采集器及VALENIAN-PT700故障诊断模拟教学试验台。