齿轮箱实验参考材料

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齿轮箱故障模拟实验
一、实验目的
以齿轮箱为测试对象,掌握机械设备运行状态的测试方法,采集齿轮箱的运行振动信号。

二、实验仪器设备
1)设备故障诊断系统 1个
2)计算机 1台
3)齿轮箱 1台
三、实验内容
齿轮箱故障诊断装置可以进行轴不对中故障,以及齿轮故障,轴裂纹故障的模拟,实现故障特征分析与提取,故障特征图谱与特征库建立。

齿轮箱实验的目的在于通过实验模拟取得正常工况和异常工况的振动信号数据,验证信号处理和故障诊断方法。

振动信号的测点选为各个轴端部(1.2.3.4.5.6)(图1所示)的机壳的的X、Y、Z三个方向上(图2所示),布置振动传感器,进行数据采集,比较三个方向振动信号特点。

图1 周端部编号(齿轮类型以实验为主)
图2 测点布置图
实验一:轴不对中故障数据采集(研修大厦921)
调节装置1,将中间轴偏离中心一段距离(上下),偏离的距离可以根据标准片进行依次调节。

实验二:轴松动故障数据采集(研修大厦821
调节装置1,分别将固定中间轴两测的四个螺栓松动。

实验三:轴承加载数据采集(工程西楼B座一层)
有负载(0.5A和1A)的情况下分别进行同样流程的实验(齿轮箱的负载通过磁粉制动器实现)。

测取各个轴的数据。

数据采集及相关实验参数
每项实验按10、15、20Hz转速进行数据测取。

测点 工频
传感器布置
通道1 通道2 通道3
10hz
1
径向水平 径向垂直 轴向
15hz
20hz
10hz
径向水平 径向垂直 轴向 2
15hz
20hz
10hz
3
径向水平 径向垂直 轴向
15hz
20hz
分析频率5000
采样点数 8192
转速分别为300 450 600
电机的极对数是2
齿轮箱的负载通过磁粉制动器实现3.5A-400Nm
齿轮组1 齿轮组2
模数m 2.5 模数m 3
齿数Z
1(小) 34 齿数Z
1
(小) 48
齿数Z
2(大)96 齿数Z
2
(大)84
齿宽b
1(mm) 51 齿宽b
1
(mm) 86
齿宽b
2(mm) 45 齿宽b
2
(mm) 80
分度圆直径d
1(mm)85 分度圆直径d
1
(mm)144
分度圆直径d
2(mm)240 分度圆直径d
2
(mm)252
压力角α(度) 20 压力角α(度) 20
软件操作说明
一、硬件连接
1. 该硬件采集器内置充电电池,可以充电后使用该电池供电,一次充电可以使用5-8小时;也可以直接连接电源使用。

2. 采集器使用USB连接,采集器与电脑连接后,采集器背面通讯灯亮(蓝色)。

当开始进行振动数据采集时,通讯灯闪烁。

3. 打开采集器开关,电源灯亮(红色)。

4. 如果采集器不能正常连接,则进入驱动文件所在目录:,双
击运行,之后插入采集器硬件USB电缆,安装向导自动安装驱动。

二、软件安装
该采集器配套软件4套,第一套是数据采集及分析软件,;第二套是电机故障诊
断软件,,图中DJ代表电机;第三套是动平衡软件,,DHP代表动平
衡;第三套是故障自诊断专家系统,,ZZD代表自诊断。

根据实验室需求,供货商另提供一套数据导出软件,该软件为免安装版,直接解压即可
使用,。

供货商提供的软件安装包见下表:
软件安装包
数据采集及分析软
件安装包电机故障诊断软件安
装包
动平衡软件安装包自诊断系统安装包
注意:该配套软件兼容XP、WIN7等操作系统,安装时不要更改默认路径,否则会造成软件无法正常打开或者无法调用数据库等问题;该软件不会自动在桌面上创建快捷方式,因此安装完成后需要去安装路径文件夹里找到启动程序,并手动创建桌面快捷方式。

在实验过程中用到的软件主要是数据采集及分析软件和数据导出软件。

三、实验步骤
3.1 熟悉实验设备——齿轮箱
齿轮箱结构示意图见图1。

共设置3测点,每个测点测量三个方向的振动值,即轴向、径向水平、径向垂直。

3.2 安装传感器
按照要求依次测量每个测点的振动值,并安装好传感器。

传感器安放时要注意轻拿轻放,因传感器磁座磁力较大,需注意避免与被测装置的大力碰撞。

3.3 软件操作
双击数据采集及分析软件,即LC8000,操作界面如图所示。

首先点击进入设备管理功能模块,其菜单如下:
1.设备测点管理:建立管理设备测点信息
2.设备数据管理:管理已经采集并存储的设备数据信息
3.数据加载备份:将已经备份的数据库导入到当前的数据库中
4.检测人员管理:建立并管理检测人员信息
5.传感器设置:设置传感器类型以及各个传感器灵敏度
6.返回:返回到主界面
软件首先进入的是设备测点管理,之后点击各个菜单选项可以进入其它功能。

建立了相应的测点后,才可以进行数据采集,其采集的数据就可以按测点的划分进行存储入库,以便日后查阅、分析。

能够利用测点管理功能添加测点,并将测点信息录入到系统
中,还可进行修改、查询、删除、打印等操作。

1、添加测点
添加测点可将测点信息录入。

企业名称可填写学校或者学院;设备名称写齿轮箱(或其他实验设备名称);因目前齿轮箱还没有统一编号,故设备编号可按照房间号来区分;电子标签留空;因为齿轮箱实验需要在8个测点测量,同时每个测点需要测量三个方向的振动值,为了便于区分识别,可根据示意图中顺序以数字来命名,即1垂直、1水平、1径向;2垂直、2水平、2径向……。

如此一来,既不丢失测点,所得数据也易于区分。

在输入完整的测点信息后,单击“添加”键保存数据。

2、修改测点
从表中选中要修改的数据(被选中的数据呈高亮显示),其测点的具体信息将自动读到
测点信息设置中,之后可以根据需要进行必要的修改,最后单击“修改”键,完成修改。

3、删除
3.3.2数据采集
点击进入数据采集,先进入时域棒图的界面,其整个数据采集的菜单为:
如果弹出一个对话框
有以下几种原因:
1、采集箱与笔记本电脑的通讯线未连好或连接不牢。

2、采集电源未打开
数据采集界面如下
进行各种类型采集时,用户均需要进行各种采集参数的设定。

设定好参数后,单击“开始”键,进行数据采集。

也可以在采集过程中动态的改变参数设置。

数据采集分析按照如下过程进行:
A、采集之前设置测点信息,通过点击“测点设置”可以进入测点选择界面,采集完的数据将根据当前的测点信息进行保存。

测点设置的界面如下:
测点信息选择:
需要注意的是,软件中的测点1、2、3、4对应的是相应通道测得的振动值,测点1对应着通道1,测点2对应着通道2……传感器接线上有相应的号码,安装传感器时需注意不要弄混。

从列表框中选择测点(被选中的数据为蓝色条),选择“测点1”单击“选择”按钮,读入测点1测点信息数据,之后在“测点采集测点信息”表中对应的位置显示出选中的信息。

其他测点选择方式类似。

B、采集时要根据实际情况正确设置参数设定,点击“参数设置”可以进入参数
设置界面
参数设置方法如下:
通过点击各个参数的兰色信息框可以弹出可选择的信息内容,之后可以根据具体情
况点击某条信息即可选中。

1、通道数:对于齿轮箱实验,因每次测量一个测点,每个测点测量三个方向振动值,因此通道数选择3即可。

2、采样频率:可选择100Hz、200Hz、500Hz、1KHz、2KHz、5KHz、10KHz、20KHz、50KHz.
3、采样点数:可选择256、512、102
4、2048、4096、8192 ;它们对应的频谱谱线数为:100、200、400、800、1600、3200
分析频率5000
采样点数 8192
转速300 450 600
4、转速可设置为采集或者不采集,因采集转速时软件反应变慢,因此相同频率下只需采集一次转速即可,以后设置成不采集转速,额定转速设置为实际转速值。

其他参数根据实际情况进行设定。

C、点击“开始采集”就开始采集数据并同步分析了。

D、当采集到合适的数据后,点击“保存”将当前的数据存储入库。

保存之后的数据可以在数据回放中的时域数据回放中查看。

3.3.3数据导出
按照实验室要求,供货商提供一套数据导出软件,用于将测量的原始振动数据导出为文
本格式。

打开数据导出软件,选择需要导出的数据,然后点击,选择保存路径和文件名即可。