Vibration Analysis Training System（振動分析培訓系統）設計原理-機械故障模擬實驗臺的設計原理

Design Principles of Mechanical Fault Simulation Test Bench

Vibration Analysis Training System

瓦倫尼安（VALENIAN）機械故障模擬實驗臺是一種用于模擬和研究旋轉機械故障特性的實驗裝置，廣泛應用于教學、科研和工業培訓領域。以下是基于瓦倫尼安（VALENIAN）教學設備產品的設計原理分析：

一、核心設計原理

Core Design Principles

模塊化設計

實驗臺采用模塊化設計，允許快速更換故障組件（如軸承、齒輪、轉子等），以模擬不同的機械故障狀態。這種設計便于用戶根據需要調整實驗內容，提高實驗效率。

多故障模擬功能

實驗臺能夠模擬多種常見機械故障，包括軸承缺陷、齒輪磨損、軸不對中、轉子不平衡、機械松動等。通過調節轉速、負載和故障組件，實驗臺可以生成與實際工況相似的振動信號，便于故障特征分析。

數據采集與分析系統

實驗臺配備多通道數據采集系統，能夠實時采集振動、溫度、噪聲、轉速等機械參數。結合分析軟件，用戶可以進行時域、頻域、包絡分析等多種信號處理，提取故障特征。

動態負載模擬

通過磁粉制動器或液壓加載系統，實驗臺可以模擬不同工況下的負載變化，研究負載對機械振動特性的影響17。

二、主要功能組件

Main Functional Components

驅動系統

采用ABB三相異步電機，配備變頻器實現無級調速，滿足不同轉速下的實驗需求。

故障模擬組件

軸承故障：可更換內圈、外圈、滾動體、保持架等故障軸承，模擬不同軸承缺陷。

齒輪故障：提供斷齒、磨損、裂紋等故障齒輪，研究齒輪傳動系統的振動特性。

轉子系統：通過調節轉子盤上的不平衡量，模擬轉子不平衡故障。

傳感器系統

包括加速度傳感器、位移傳感器、轉速傳感器等，用于實時監測機械振動狀態。

控制系統

采用PLC和觸控屏實現自動化控制，實時顯示轉速、負載等參數，便于操作和數據分析。

三、應用場景

Application Scenarios

教學與培訓

實驗臺廣泛應用于高校和職業院校的機械故障診斷課程，幫助學生理解機械故障的振動特征和診斷方法。

科研與開發

研究人員可利用實驗臺驗證故障診斷算法，優化機械設備的設計和維護策略。

工業培訓

企業可使用實驗臺培訓設備維護人員，提高故障診斷和預知性維護能力，減少設備停機時間。

四、技術優勢

Technical Advantages

高精度與可靠性

實驗臺采用高精度傳感器和先進的數據采集系統，確保實驗數據的準確性和可靠性。

靈活性與可擴展性

模塊化設計和開放式架構使實驗臺能夠適應不同的實驗需求，并支持功能擴展。

節能環保

封閉式實驗臺設計可節約50%的電能，適合長時間運行的實驗場景。

五、總結

Conclusion

機械故障模擬實驗臺通過模塊化設計、多故障模擬功能和先進的數據采集系統，為機械故障診斷研究提供了強大的實驗平臺。其廣泛應用于教學、科研和工業領域，顯著提高了機械故障診斷的效率和準確性。 產品由故障電機模擬實驗臺、傳感器、分析軟件組成，同時可選配扭矩傳感器、不同類型故障電機等。

1、產品功能描述

該實驗臺由驅動電機、電機控制器、扭矩傳感器（選配）、磁粉制動器、故障電機配件等組成。

實驗臺可拆卸電機，預置電機自對中設計，可更換7種類型的故障電機，分別是軸承故障電機、轉子不對中電機、轉子不平衡電機、轉子斷條電機、轉子軸彎曲電機、電壓不平衡及缺相電機、定子繞組故障電機。

電機具有軟件控制功能，可實現變轉速實驗，負載具有軟件控制功能，可實現變負載實驗。

2、產品總體參數描述

（1）驅動電機：三相異步電機，功率3馬力，即2.25kw；

（2）供電：AC220V/50HZ；

（3）電機轉速范圍：0-3600rpm；

（4）磁力制動器：可提供涵蓋2-32磅英尺（42N*M）范圍負載；

（5）扭矩傳感器：量程20牛米，可實時測試實際扭矩；

（6）故障電機均有自對中設計，以方便更換。

（7）無線傳感器：WiFi連接PC，0-50g量程，100mv/g，0-10k頻響，同時內置A/D模塊，最高采樣率為100khz/s；

（8）分析軟件，與無線傳感器實時連接，具有時域圖、頻譜圖功能，可存儲通用格式 數據。

以上內容綜合了瓦倫尼安教學設備的多款產品特性，涵蓋了實驗臺的設計原理、功能組件、應用場景和技術優勢。

軸承故障預測模擬實驗平臺

風機運行監測與檢修維護實驗平臺

高速轉子軸承動力學仿真臺架

高轉速轉子軸承動力學實驗臺

動力傳動設備綜合狀態評估及預測模擬試驗臺

機電系統故障模擬實驗臺

設備狀態監測實驗臺

機械學院教學儀器設備

傳動系統多功能綜合測試平臺

發動機模擬轉子綜合實驗系統

機械故障診斷與測控技術實訓臺

轉子動力學理論與應用研究實驗臺

工業自動化裝備實訓臺

旋轉機械振動分析與控制分析系統

轉子系統試驗理論與方法驗證測試臺

軸承、齒輪及傳動系統綜合故障實訓臺

轉子系統設計制造與運維分析臺

軋機關鍵部件綜合故障模擬試驗臺

大學高水平學科平臺

轉向架典型故障模擬實驗臺

轉子軸承齒輪典型故障模擬實驗臺

電機典型故障模擬實驗臺

機械系內外雙轉傳動子系統實驗臺

高速列車傳動系統的模擬實驗系統

機械動力裝備平臺

可靠性與系統工程學院傳動軸系軸承故障實驗套件

轉子軸承故障試驗臺

大學新型電力系統源網耦聯載荷智能分析系統

機械工業轉子裝備智能維護技術重點實驗

汽車能量回收懸架實驗臺

理工大學轉子試驗臺

工程大學葉片典型故障模擬測試臺

轉子系統振動復合環境先進測試平臺

旋轉機械運行狀態模擬實驗教學系統

創新創業學院軸承試驗臺

設備運行狀態模擬實驗教學系統

風電機組主軸軸承綜合實驗平臺

轉子動力學教學實訓演示臺

多通道數據采集系統

轉子故障試驗臺輸入功率提升和控制系統

低速全參數行星齒輪箱故障模擬實驗系統

諧波軸承性能檢測平臺

機械工程控制基礎實驗臺

能源與動力工程學院平臺

復雜機電液系統智能運維功能性測試平臺

傳動系統多功能綜合測試平臺

軸系激勵源識別方法小型驗證試驗臺

軸承高載荷加載及數據采集裝置

推進軸系動力學系統采購及服務

全壽命周期齒輪實驗臺

齒輪全壽命試驗臺

大型風機縮比控制系統實驗臺

大型風力發電機組縮比控制系統

轉子振動分析與故障模擬試驗臺系統

機械振動分析與運維試驗臺

軸系力學測試平臺

桌面式齒輪故障教學平臺

便攜式轉子軸承教學實驗臺

桌面式轉子軸承故障教學平臺

轉子動力學研究實驗臺

故障機理研究教學平臺

轉子軸承綜合故障模擬實驗臺診斷臺

轉子軸承教學平臺

機械故障綜合模擬實驗臺

動力傳動故障模擬實驗臺

風力發電傳動故障模擬實驗臺

動力傳動故障預測綜合實驗臺

機械故障綜合實驗臺

動力傳動故障模擬實驗臺

風力發電傳動故障模擬實驗臺

電機故障模擬實驗臺

動力傳動故障預測綜合實驗臺

列車轉向架故障模擬實驗臺

軸承預測模擬實驗臺

轉子動力學模擬教學實驗臺

齒輪箱故障模擬教學實驗臺

綜合故障模擬教學實驗臺

機泵循環和故障模擬實驗臺

離心風機故障植入試驗平臺

機械故障仿真測試臺架

風力發電故障植入試驗平臺

直升機尾翼傳動振動及扭轉特性..

直升機齒輪傳動振動試驗平臺

旋轉機械故障植入綜合試驗平臺

旋轉機械故障植入輕型綜合試驗臺

行星齒輪箱故障植入試驗平臺

高速柔性轉子振動試驗平臺

行星及平行齒輪箱故障植入試驗臺

剛性轉子振動試驗平臺

軸系試驗平臺電機可靠性研究對拖試驗平臺

齒輪箱柔性軸系故障植入綜合試..

核電臥式轉子振動特性試驗平臺

電機對拖齒輪箱故障植入試驗平臺

微型軸承及動平衡試驗平臺

軋銀振動特性試驗平臺

軌道軸承振動及疲勞磨損試驗平臺

核電立式軸承振動特性試驗

扭轉振動試驗平臺

平行齒輪箱疲勞磨損試驗平臺

水泵故障植入試平臺

齒輪箱傳動特性試驗平臺

高速柔性轉子振動試驗平臺

行星齒輪箱疲勞磨損試驗平臺

軸承疲勞磨損試驗平臺

單級便攜式行星齒輪箱故障植入實驗臺

軸流風機故障植入試驗平臺

輕型軸系故障植入試驗平臺

動力轉向架綜合試驗平臺

液壓系統故障植入試驗平臺

旋轉機械故障植入綜合試驗平臺

雙跨雙轉了滑動鈾承綜合故障

轉子軸承綜合故障模擬實驗臺

小型轉子平行軸齒輪箱故障模擬實驗臺

滑動軸承故障模擬實驗臺

轉子平行軸齒輪箱綜合故障實驗臺

平行軸齒輪箱故障模擬實驗臺

行星齒輪箱故障模擬實驗臺

小型多模塊 (可替換) 故障模擬實驗臺

多種齒輪箱耦合工況下的故障模擬實驗臺

RV減速器故障模擬實驗臺                                                                                             轉子行星齒輪箱綜合故障模擬試驗臺

轉子動力學教學平臺

諧波減速器故障模擬實驗臺

轉子動力學綜合故障模擬實驗臺                                                                                   平行軸齒輪箱故障機理研究模擬實驗臺

行星齒輪箱故障機理研究模擬實驗臺

轉子軸承故障機理研究模擬實驗臺

滑動軸承油膜故障機理研究模擬實驗臺

汽輪機監控保護裝置實驗臺

機械功率封閉齒輪壽命預測機理研究模擬實驗臺

航空發動機內外雙轉子故障機理研究模擬實驗臺

增速齒輪箱故障機理研究模擬實驗臺

軸承壽命預測機理研究模擬實驗臺

轉子平行軸齒輪箱、行星齒輪箱故障機理研究模擬實驗臺

高速軸承故障機理研究模擬實驗臺

機械故障綜合模擬試驗臺-完整版

旋轉機械故障模擬實驗臺

小型轉子滾動軸承實驗臺架設備

轉子滾動軸承綜合故障實驗臺

三跨轉子試驗臺

雙跨轉子試驗臺

單跨轉子試驗臺

多功能柔性轉子傳動測試臺

振動實驗臺

綜合模擬教學平臺

機械設備故障模擬設備–

轉子動力學故障模擬平臺

傳動故障模擬平臺

綜合模擬實驗平臺

慣量盤電機測試臺

加速壽命預測實驗設備

齒輪箱壽命預測實驗平臺

軸承壽命預測實驗平臺

其他定制試驗設備

慣量性能加載試驗臺

風力發電傳動故障模擬實驗平臺

變速箱綜合性能測試系統

循環水泵故障模擬實驗平臺

雙跨雙轉子綜合故障模擬實驗臺

轉子滾動軸承與齒輪箱綜合故障實驗臺

轉子軸承綜合故障模擬實驗臺

電機實驗轉矩測試系統

行星平行軸齒輪箱綜合故障模擬實驗臺

柔性激勵多級傳動實驗臺

電機加載測試臺電機試驗臺

電機對拖測試臺

永磁同步電機對拖試驗臺

曲柄滑塊導桿凸輪機構實驗臺

慣量模擬試驗臺

VALENIAN曲柄（導桿）搖桿機構實驗臺

機泵循環仿真教學試驗臺

皮帶輪傳動教學實驗臺