[实用新型]数控加工主轴故障的预测性维护模拟设备

说明书

本实用新型涉及数控加工技术领域，特别是数控加工主轴故障的预测性维护模拟设备。伺服电机经转子轴与转矩转速传感器连接，转矩转速传感器经主轴与齿轮箱连接；其中主轴的一端经联轴器与转矩转速传感器连接，主轴的另一端也经联轴器与齿轮箱连接，主轴的外周从左至右依次安装有滚动轴承座、轴系负载盘、传感器安装支架、径向加载装置，且滚动轴承座、轴系负载盘、传感器安装支架、径向加载装置均与主轴同轴布置。它可用于不同故障套件的故障模拟，一台设备能够完成多种故障模拟，功能多样且结构简单，直观反映故障套件的实际工况，能够提供准确可靠的寿命、振动、温升、电流、电压等数据。

技术领域

本实用新型涉及数控加工技术领域，特别是数控加工主轴故障的预测性维护模拟设备。

背景技术

随着科学技术的不断进步，一些旋转机械设备的安全系数和使用寿命都不断提高，但由于生产环境的复杂性和不确定性等因素，其中的轴承、齿轮、联轴器和转轴等部件可能发生故障，故障一旦发生，不仅会影响转子系统的正常运行，严重时会导致相关部件损坏的发生，对整个设备造成破环，并可能造成人员伤亡。轴承和齿轮等作为旋转机械中主要部件，其运行状态的好坏直接关系到设备能否健康良好的运转，因此对其进行试验研究显得尤为重要。现有的故障模拟试验台结构较为繁琐且功能单一，在模拟不同故障时，换装工序较多，降低了故障模拟效率，且无法提供一套更为准确可靠的寿命、振动、温升、电流、电压等数据。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，提供数控加工主轴故障的预测性维护模拟设备，可用于不同故障套件(比如轴承、齿轮)的故障模拟，一台设备能够完成多种故障模拟(比如滚动轴承故障实验、齿轮箱传动故障模拟实验、径向加载实验、转矩加载实验和弯振实验等)，功能多样且结构简单，直观反映故障套件的实际工况，能够提供准确可靠的寿命、振动、温升、电流、电压等数据。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下的技术方案：

数控加工主轴故障的预测性维护模拟设备包括平台底板，所述平台底板上从左至右依次布置有伺服电机、转矩转速传感器、主轴、齿轮箱，所述伺服电机经转子轴与转矩转速传感器连接，所述转矩转速传感器经主轴与齿轮箱连接；还包括滚动轴承座、轴系负载盘、传感器安装支架、径向加载装置和联轴器，其中所述主轴的一端经联轴器与转矩转速传感器连接，所述主轴的另一端也经联轴器与齿轮箱连接，所述主轴的外周从左至右依次安装有滚动轴承座、轴系负载盘、传感器安装支架、径向加载装置，且滚动轴承座、轴系负载盘、传感器安装支架、径向加载装置均与主轴同轴布置。其中，伺服电机提供动力输入；转矩转速传感器可以测量转矩和转速；滚动轴承座主要起支撑作用，能够内置与之同轴的待测故障套件，具体为轴承故障套件，可以检测轴承故障套件的内圈故障、外圈故障等；传感器安装支架外置传感器，内置与之同轴的待测故障套件，具体为轴承故障套件；径向加载装置可实现主轴径向加载，模拟径向加载、不平衡、弯振等故障；齿轮箱能够模拟待测故障套件比如模拟齿轮箱内置齿轮和轴承的齿轮断齿等的多种典型故障模式。

前述的数控加工主轴故障的预测性维护模拟设备还包括制动加载器，所述齿轮箱远离主轴的一端经转子轴与制动加载器连接。具体的，齿轮箱通过制动加载器对齿轮箱施加负载。

前述的数控加工主轴故障的预测性维护模拟设备，所述传感器安装支架上安装有位移传感器，可进行主轴弯振等试验。

前述的数控加工主轴故障的预测性维护模拟设备，所述滚动轴承座上也安装有温度传感器和加速度传感器。

前述的数控加工主轴故障的预测性维护模拟设备，所述伺服电机内置电机控制反馈单元，可实现伺服电机控制以及电压、电流、转速、转矩等信号的反馈，通过电机控制反馈单元反馈伺服电机的转速、转矩信号，通过电机控制反馈单元采集伺服电机的电流、电压信号，通过监测伺服电机的转矩、转速、电流和电压，进而监测伺服电机的运行状态和工况。

与现有技术相比，本实用新型的有益之处在于：