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產(chǎn)地類別	國(guó)產(chǎn)	應(yīng)用領(lǐng)域	綜合

STM-500盾構(gòu)機(jī)主軸承模擬試驗(yàn)臺(tái)

一：簡(jiǎn)介

盾構(gòu)機(jī)主軸承模擬試驗(yàn)臺(tái)是用于模擬盾構(gòu)機(jī)主軸承在實(shí)際工作環(huán)境中的載荷、轉(zhuǎn)速、溫度等工況,以驗(yàn)證其性能、壽命及可靠性的關(guān)鍵的試驗(yàn)設(shè)備。

STM-500盾構(gòu)機(jī)主軸承模擬試驗(yàn)臺(tái)

二：主要功能

1. 工況模擬

通過(guò)動(dòng)態(tài)加載系統(tǒng)模擬主軸承在掘進(jìn)過(guò)程中承受的軸向力、徑向力、傾覆力矩等復(fù)合載荷。

復(fù)現(xiàn)實(shí)際工況中的高轉(zhuǎn)速、高扭矩、振動(dòng)沖擊等條件。

2. 壽命與可靠性測(cè)試

通過(guò)長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)運(yùn)行測(cè)試軸承的疲勞壽命,評(píng)估其在設(shè)計(jì)壽命內(nèi)的穩(wěn)定性。

3. 性能參數(shù)監(jiān)測(cè)

實(shí)時(shí)采集軸承的溫度、振動(dòng)、噪聲等關(guān)鍵參數(shù)。

4. 故障診斷與優(yōu)化

通過(guò)模擬異常工況（如軸承在極限載荷下的失效模式（如裂紋、磨損、點(diǎn)蝕等）。）評(píng)估軸承的抗風(fēng)險(xiǎn)能力。

為軸承設(shè)計(jì)優(yōu)化、材料選擇及潤(rùn)滑方案提供數(shù)據(jù)支持。

STM-500盾構(gòu)機(jī)主軸承模擬試驗(yàn)臺(tái)

三、組成部件

1. 機(jī)械加載系統(tǒng)

電動(dòng)缸加載器：提供軸向、徑向載荷及傾覆力矩,模擬實(shí)際掘進(jìn)力。

STM-500盾構(gòu)機(jī)主軸承模擬試驗(yàn)臺(tái) 負(fù)載框架：高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)支撐,確保加載精度和試驗(yàn)安全。

2. 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)

大功率電機(jī)：驅(qū)動(dòng)主軸承以設(shè)定轉(zhuǎn)速（5 rpm）運(yùn)轉(zhuǎn),模擬盾構(gòu)機(jī)刀盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)。

減速器/傳動(dòng)機(jī)構(gòu)：匹配扭矩輸出,保證轉(zhuǎn)速穩(wěn)定性。

3. 支撐與安裝結(jié)構(gòu)

軸承座：固定被測(cè)主軸承,模擬實(shí)際安裝條件。

剛性底座：隔離外部振動(dòng),減少試驗(yàn)干擾。

4. 傳感器與監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

力傳感器：測(cè)量軸向、徑向、傾覆力矩載荷。

扭矩傳感器：監(jiān)測(cè)驅(qū)動(dòng)扭矩。

溫度傳感器（PT100鉑電阻）：實(shí)時(shí)監(jiān)控軸承溫度分布。

振動(dòng)加速度計(jì)：捕捉高頻振動(dòng)信號(hào),分析異常頻率成分。

5. 潤(rùn)滑與冷卻系統(tǒng)

油脂/油液循環(huán)裝置：模擬實(shí)際潤(rùn)滑條件,可調(diào)節(jié)流量與壓力。

溫控單元：維持試驗(yàn)環(huán)境溫度或?qū)S承進(jìn)行主動(dòng)冷卻。

6. 控制系統(tǒng)

PLC/工控機(jī)：協(xié)調(diào)加載、驅(qū)動(dòng)、潤(rùn)滑等子系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)多工況自動(dòng)化測(cè)試。

人機(jī)界面（HMI）：參數(shù)設(shè)置、狀態(tài)監(jiān)控及緊急停機(jī)功能。

7. 數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)

高速數(shù)據(jù)采集卡：同步記錄多通道傳感器信號(hào)。

專用分析軟件：處理數(shù)據(jù)并記錄試驗(yàn)過(guò)程中的各傳感器數(shù)據(jù)、故障特征報(bào)告。

8. 輔助系統(tǒng)

安全防護(hù)裝置：急停按鈕、過(guò)載保護(hù)、防護(hù)罩等。

四：VALENIAN-DC24多通道數(shù)據(jù)采集器介紹

4.1：簡(jiǎn)介：

VALENIAN-DC24多通道數(shù)據(jù)采集器采用便捷性、模塊化設(shè)計(jì)、體積小巧、攜帶方便、外接電源適配器供電采集使用。所有通道信號(hào)同步采集記錄,軟件測(cè)試數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示,配合便攜式電腦即可進(jìn)行測(cè)試數(shù)據(jù)收集、數(shù)據(jù)分析診斷。該采集器每個(gè)通道兼容電壓和壓電式傳感器輸入、可以配接壓電式傳感器型加速度、聲學(xué)噪聲傳感器、電壓信號(hào)傳感器、并支持轉(zhuǎn)速測(cè)試數(shù)據(jù)保存。

4.2：功能特點(diǎn)：

l 四個(gè)輸入通道,各類型傳感器可以同時(shí)數(shù)據(jù)采集,每個(gè)通道最高采樣頻率100kHz/通道。

l 超高動(dòng)態(tài)輸入范圍,無(wú)需設(shè)置量程。

l 可以進(jìn)行電壓型及壓電式傳感器信號(hào)的測(cè)試,支持振動(dòng)、噪聲聲發(fā)射、電壓型輸出傳感器、轉(zhuǎn)速測(cè)試等物理量。

l 千兆以太網(wǎng)通訊,與電腦實(shí)時(shí)通訊,傳輸數(shù)據(jù),并可以可長(zhǎng)時(shí)間實(shí)時(shí)、不間斷記錄多通道信號(hào)數(shù)據(jù)。

l 旋轉(zhuǎn)機(jī)械數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè),振動(dòng)數(shù)據(jù)采集,以及趨勢(shì)分析。儀器可以便攜式布局,采用電腦端進(jìn)行操作,并且各種數(shù)據(jù)也可以在電腦端進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示和存儲(chǔ)。

l 每個(gè)模擬量輸入都是由24位模數(shù)轉(zhuǎn)換強(qiáng)和一個(gè)數(shù)字信號(hào)處理器服務(wù)提高系統(tǒng)的抗干擾能力。

l 系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì),數(shù)據(jù)采集及實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分析,超便攜式性。

4.3：硬件參數(shù)：

1. 測(cè)量通道數(shù)量：四通道傳感器同時(shí)數(shù)據(jù)信號(hào)采集和一個(gè)轉(zhuǎn)速信號(hào)測(cè)量通道。

2. 支持傳感器類型：壓電式傳感器振動(dòng),噪聲聲級(jí)計(jì),轉(zhuǎn)速計(jì)、電壓型輸出傳感器。

3. 數(shù)模轉(zhuǎn)換器精度：24AD位。

4. 支持最高采樣頻率：最高100kHz/通道,多種量程范圍可選。

5. 輸入精度：相位：優(yōu)于0.1度,幅值：優(yōu)于0. 1%。

6. 儀器最高動(dòng)態(tài)范圍：110dB。

7. 數(shù)據(jù)傳輸端口：千兆網(wǎng)口接入。

8. 傳感器輸入信號(hào)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(rèn)51200線,最高204800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℃。

STM-500盾構(gòu)機(jī)主軸承模擬試驗(yàn)臺(tái)

4.4：軟件功能：

(1) 時(shí)域及頻域信號(hào)的實(shí)時(shí)采集、實(shí)時(shí)存儲(chǔ),實(shí)時(shí)顯示、實(shí)時(shí)分析,采集數(shù)據(jù)后,保存數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)事后分析；

(2) FFT頻譜分析、頻響函數(shù)分析、幅值及頻率橫坐標(biāo)及縱坐標(biāo),縮放縮小、自功率譜、互功率譜、包絡(luò)分析、小波分析、軸心軌跡圖、長(zhǎng)時(shí)間數(shù)據(jù)連續(xù)采集記錄及回放分析、信號(hào)窗函數(shù)可選；

(3) 支持軸承故障特征數(shù)據(jù)導(dǎo)入,并可自動(dòng)進(jìn)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(shù)、時(shí)域和頻域分析；

(5) 含有聲學(xué)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(biāo)、諧波光標(biāo)顯示頻率及幅值,光標(biāo)具有移動(dòng)標(biāo)記定位功能進(jìn)行數(shù)據(jù)瀏覽功能；

(8) 軟件測(cè)試數(shù)據(jù)含有原始數(shù)據(jù)導(dǎo)出功能,數(shù)據(jù)可以進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)功能,通用性強(qiáng),數(shù)據(jù)導(dǎo)出格式有,文本,excel matlab 開(kāi)放VB、VC、LabView、通用平臺(tái)的軟件二次開(kāi)發(fā)數(shù)據(jù)接口工具；

(9) 數(shù)據(jù)信號(hào)采集加窗函數(shù),如矩形窗、漢寧窗、海明窗、平頂窗可選；

外部數(shù)據(jù)導(dǎo)入功能,支持文本文件、Excel表格文件等標(biāo)準(zhǔn)格式的文件導(dǎo)入測(cè)試系統(tǒng)進(jìn)行分析顯示；

五、STM-500盾構(gòu)機(jī)主軸承模擬試驗(yàn)臺(tái)主要技術(shù)參數(shù)

序號(hào)	項(xiàng)目名稱	性能參數(shù)及技術(shù)要求
1	主驅(qū)動(dòng)電機(jī)	5.5KW,三相異步電機(jī),額定轉(zhuǎn)速2908RPM,軸承型號(hào)6208-2Z/C3(驅(qū)動(dòng)端) 6208-2Z/C3（非驅(qū)動(dòng)端）,電機(jī)功率因數(shù),82.8%,兩級(jí)傳動(dòng)。
2	變頻器	變頻器頻率范圍：0-599Hz,額定輸入：三相380V,50/60Hz, 額定輸出：3PH 5.5KW
3	可視化操作屏	尺寸,10,觸摸面板,四線電阻式觸摸屏,抗電壓沖擊,AC1000V,10mA,小于1分鐘（信號(hào)與地間）,抗干擾能力,干擾電壓：1500Vp-p 脈沖周期：1us 持續(xù)時(shí)間：1分鐘,絕緣電阻,DC500V,10MΩ以上（信號(hào)與地間）。
4	?過(guò)程控制參數(shù)	可視化操作模式來(lái)顯示和調(diào)節(jié)各種測(cè)試工況如轉(zhuǎn)速、扭矩、傾覆力、徑向加載力、軸向加載力、輸出頻率、輸出電壓、IGBT溫度、母線電壓、輸出功率、輸出電流、輸出轉(zhuǎn)矩設(shè)置。同時(shí)裝有急停按鈕在緊急情況下立即停機(jī)。
5	?PLC	程序容量256KB,輸入輸出點(diǎn)數(shù)8點(diǎn),通訊協(xié)議,標(biāo)準(zhǔn)MODBUSASCII/RTU通訊、通訊口,自由格式通訊,1路232、1路485、1個(gè)USB通訊口。
6	?模擬量輸入模塊	模擬量用電源,DC24V士10%,150mA,轉(zhuǎn)換速度,2ms/ch,輸入分辨率,1/16383(14Bit),輸出分辨率1/4095(12Bit)AD濾波系數(shù)0~254,綜合精確度士1%,AD通道具備短路、斷路、超量程檢測(cè)功能
7	扭矩轉(zhuǎn)速儀	動(dòng)態(tài)扭矩傳感器,量程0-500N.M,轉(zhuǎn)速量程≤10000RPM,非線性,0.1%F.S.,輸出電壓為±5V或0-5 V,或者RS485.,或者4-20mA輸出模式。
8	電缸加載器伺服電機(jī)	0.75千瓦伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī),電壓220V,額定轉(zhuǎn)速3000rpm,最高轉(zhuǎn)速5000rpm,額定轉(zhuǎn)矩2.39NM,最大轉(zhuǎn)矩7.17NM,額定電流4.1A。轉(zhuǎn)子慣量[10^-7kg.m²],1550,編碼器位數(shù)17位。
9	電缸加載伺服驅(qū)動(dòng)器	0.75KW,控制方式,三相全波整流IPM PWM控制、正弦波電流驅(qū)動(dòng)方式,脈沖指令模式,可接受3.3~5V、18~24V脈沖+方向、AB相脈沖、CW/CCW信號(hào),定位完成寬度設(shè)定,0～65535指令單位（設(shè)定分辨率為1指令單位）。
10	?電缸加載執(zhí)行器滾珠絲桿	滾珠絲桿2505,直徑25mm,導(dǎo)程5mm;推桿直徑45mm;有效行程95mm,徑向及軸向額定推拉力1.5噸:速度0-25m/s可調(diào),電動(dòng)缸配置:標(biāo)配3個(gè)限位磁性限位開(kāi)關(guān)。
11	測(cè)試主軸軸承	三排滾子轉(zhuǎn)盤(pán)軸承 - 內(nèi)齒式,,133.25.500軸承內(nèi)徑366mm,外徑634mm,齒輪參數(shù),M,5,z68齒數(shù)。
12	?支撐軸承箱	軸承,兩組單列圓錐滾子軸承,表面淬火硬化設(shè)計(jì),并帶有油溫監(jiān)測(cè)反饋,油位計(jì)、集中供油油循環(huán)系統(tǒng)、可設(shè)溫度報(bào)警閾值。
13	?測(cè)力傳感器	額定量程,5T,輸出靈敏度, mV/V 2.0±10%,絕緣電阻,MΩ/100V DC ≥5000,響應(yīng)頻率,1kHz ,使用電壓,5-15V。
14	?負(fù)載壓力變送器	電壓為直流12-26V功耗<3W,數(shù)據(jù)采集精度 12-16 位,通訊采樣 ,RS485-ModbusRTU 協(xié)議,通訊速,1200-115200bps,通過(guò)上位機(jī)可以讀取實(shí)時(shí)測(cè)量值,實(shí)現(xiàn)清零、標(biāo)定、參數(shù)修改等操作。變送輸出 0-10V 或者 4-20mA,外接智能傳感器,供電電壓 5V,具有上電自動(dòng)校準(zhǔn)功能。
15	電源	輸入380VAC,三相,50/60 Hz。
16	速度范圍	0-3000rpm輸入轉(zhuǎn)速可調(diào),精度1rpm。額定1500rpm。
17	產(chǎn)品尺寸	2580mm1500mm1200mm,精密加工鑄鐵T型槽安裝底板,粗糙度：Ra：3.2。
18	數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)	1. 測(cè)量通道數(shù)量：四通道傳感器同時(shí)數(shù)據(jù)信號(hào)采集和一個(gè)轉(zhuǎn)速信號(hào)測(cè)量通道。 2. 支持傳感器類型：壓電式傳感器振動(dòng),噪聲聲級(jí)計(jì),轉(zhuǎn)速計(jì)、電壓型輸出傳感器。 3. 數(shù)模轉(zhuǎn)換器精度：24AD位。 4. 支持最高采樣頻率：最高100kHz/通道,多種量程范圍可選。 5. 輸入精度：相位：優(yōu)于0.1度,幅值：優(yōu)于0. 1%。 6. 儀器最高動(dòng)態(tài)范圍：110dB。 7. 數(shù)據(jù)傳輸端口：千兆網(wǎng)口接入。 8. 傳感器輸入信號(hào)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(rèn)51200線,最高204800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℃。
19	分析軟件系統(tǒng)	(1) 時(shí)域及頻域信號(hào)的實(shí)時(shí)采集、實(shí)時(shí)存儲(chǔ),實(shí)時(shí)顯示、實(shí)時(shí)分析,采集數(shù)據(jù)后,保存數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)事后分析； (2) FFT頻譜分析、頻響函數(shù)分析、幅值及頻率橫坐標(biāo)及縱坐標(biāo),縮放縮小、自功率譜、互功率譜、包絡(luò)分析、小波分析、軸心軌跡圖、長(zhǎng)時(shí)間數(shù)據(jù)連續(xù)采集記錄及回放分析、信號(hào)窗函數(shù)可選； (3) 支持軸承故障特征數(shù)據(jù)導(dǎo)入,并可自動(dòng)進(jìn)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(shù)、時(shí)域和頻域分析； (5) 含有聲學(xué)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(biāo)、諧波光標(biāo)顯示頻率及幅值,光標(biāo)具有移動(dòng)標(biāo)記定位功能進(jìn)行數(shù)據(jù)瀏覽功能； (8) 軟件測(cè)試數(shù)據(jù)含有原始數(shù)據(jù)導(dǎo)出功能,數(shù)據(jù)可以進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)功能,通用性強(qiáng),數(shù)據(jù)導(dǎo)出格式有,文本,excel matlab 開(kāi)放VB、VC、LabView、通用平臺(tái)的軟件二次開(kāi)發(fā)數(shù)據(jù)接口工具； (9) 數(shù)據(jù)信號(hào)采集加窗函數(shù),如矩形窗、漢寧窗、海明窗、平頂窗可選；外部數(shù)據(jù)導(dǎo)入功能,支持文本文件、Excel表格文件等標(biāo)準(zhǔn)格式的文件導(dǎo)入測(cè)試系統(tǒng)進(jìn)行分析顯示；