VALENIAN-PT820轉向架軸箱實驗臺

一：實驗臺說明

機車轉向架軸箱是車輛驅動系統的核心組件，車軸與軸箱體由轉向架相連，將線性力和滾動力進行轉化。隨著車輛運行里程的增加,軸承及齒輪的故障問題呈現明顯增加的趨勢。高速機車車組轉向架的軸承故障很容易引起熱軸、燃軸、切軸等事故發生，如果不能及時對轉向架軸承故障進行預測分析與檢修，極大可能會嚴重危及行車安全。因此轉向架軸箱機構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測。

振動信號分析法是機車組轉向架軸箱內部組件，齒輪和軸承故障診斷中應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，應用機器學習手段對信號講行分類與預測，挖掘故障數據的潛在特征，對故障診斷效率和準確率有著極大的提升。

VALENIAN-PT820轉向架軸箱實驗臺，可以模擬重現轉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，出現在隨著機器學習技術的發展和完善，研究人員將機器學習模型應用于故障診斷，提高了診斷準確性。

二：瓦倫尼安實驗臺可以完成如下基礎實驗

l 四輪模擬負載調節；

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聯性；

l 油液潤滑對齒輪嚙振動與溫度噪聲的關聯性；

l 基礎剛性對振動的影響；

l 基礎松動的振動特征；

三：實驗臺基本組成

三相異步電機，直連驅動減速機，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，基礎實驗臺，負載調節系統，轉速測量與顯示模塊，電流測量與顯示模塊，轉速調節模塊，基礎隔振模塊。

VALENIAN-PT820轉向架軸箱實驗臺3D構圖

四：實驗臺技術參數：

1. 驅動齒輪電機：2.2KW帶減速器，額定輸入轉速1450轉/分鐘，減速比8：1，額定扭矩180NM,轉速可調。

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，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. 速度調節方式：通過旋轉TOCOS精密電位器，配合高阻值及低阻值調速旋鈕對轉速進行精確調節。

6. 轉速測量模塊：采用漫反射激光轉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 ，響應時間：小于0.5ms，絕緣阻抗：20兆歐以上。

8. 轉速顯示模塊：傳感器供電：12VDC±10%，80mA, 絕緣阻抗：100兆歐以上,數值實時顯示，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,內徑30mm,5種故障（軸承內圈，外圈，滾珠，保持架，綜合故障）。

12. 傳動傘形齒：齒數30齒、模數2.5、內孔30mm。

13. 傳動軸直徑：30mm。

14. 可調磁粉制動器：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顯示電流數值，及加載電壓數值，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：電機一端具有千斤頂對中調節螺栓，方便進行軸對中調節。

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）。

數采系統：

1. 測量通道數量：四通道傳感器同時數據信號采集和一個轉速信號測量通道。

2. 支持傳感器類型：壓電式傳感器振動，噪聲聲級計，轉速計、電壓型輸出傳感器。

3. 數模轉換器精度：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：優于0.1度，幅值：優于0. 1%。

6. 儀器最高動態范圍：110dB。

7. 數據傳輸端口：千兆網口接入。

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，采集數據后，保存數據進行數據事后分析；

(2) FFT頻譜分析、頻響函數分析、幅值及頻率橫坐標及縱坐標，縮放縮小、自功率譜、互功率譜、、共振解調譜分析、小波分析、軸心軌跡圖、倒頻譜、長時間數據連續采集記錄及回放分析、信號窗函數可選；

(3) 支持軸承故障特征數據導入，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、時域和頻域分析；

(5) 含有聲學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據瀏覽功能；

(8) 聲學數據分析模塊，支持多通道聲信號并行、連續采集存儲，采集后數據波形可進行時域分析及聲壓信號分析，數據呈現波形有，時域聲壓波形頻譜、窄帶頻譜、1/3倍頻程譜、1/1倍頻程譜，等常用聲學分析頻譜。

(9) 軟件測試數據含有原始數據導出功能，數據可以進行二次開發功能，通用性強，數據導出格式有，文本，excel matlab 開放VB、VC、LabView、通用平臺的軟件二次開發數據接口工具；

(10) 數據信號采集加窗函數，如矩形窗、漢寧窗、海明窗、平頂窗可選；

(11) 外部數據導入功能，支持文本文件、Excel表格文件等標準格式的文件導入測試系統進行分析顯示；