PT500(瓦伦尼安/VALENIAN,汉吉龙测控代理线)全称“转子—齿轮箱耦合振动声学激励模拟实验台”,本质是把“转子动力学 + 平行轴/行星齿轮箱 + 多物理场激励(振动/声学/油液/温度)”集成到一台可重复拆装的教学科研台上。它的核心作用不是“测一台真减速机”,而是在实验室里人为构造“转子—齿轮—轴承—基础”的耦合激励环境,研究故障是怎么从机械源变成振动谱和声压信号的。

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一、它解决的根本问题:耦合,而不是单部件

工业现场最头疼的不是“轴承坏了”或“齿轮断了”单独发生,而是:

转子不平衡激发齿轮啮合调制

齿轮断齿反过来激起轴系 1X/2X 共振

行星轮故障调制系杆扭转,再辐射成结构噪声

负载波动下声学特征比振动特征更早暴露

PT500 的价值就是把这些耦合路径在台上复现,让你分清“谁激振、谁传递、谁辐射”。

二、核心作用拆解

1. 转子—齿轮箱耦合激励构造

1.5 kW ABB 电机 + 变频器(0–1750/最高 6000 rpm 短时)驱动

串联 两级平行轴齿轮箱(4.97:1)+ 单级行星齿轮箱(10:1)

中间用刚性/弹性联轴器,电机端带对中调节机构,可人为做角/平行不对中

磁粉制动器 0–50 N·m 加载,模拟泵、风机、轧机负载扭矩

→ 作用:研究转速×负载×齿隙联合作用下的耦合振动传递函数。

2. 声学激励与声-振联合采集

台上预留麦克风/声发射传感器位,可同步采加速度(振动)+ 声压(噪声)+ 声发射(高频冲击)

透明亚克力罩既防护又能做近场声学测量

可研究:齿轮点蚀噪声、断齿“咔哒”声的声学先兆、轴承外圈剥落的高频声发射早于振动 FFT 出现

→ 作用:支撑“振动+声学”双模态诊断、声源定位、早期微缺陷检出教学。

3. 模块化故障植入(单故障 / 复合故障)

转子端:不平衡配重盘(36 孔)、轴弯曲替换轴、松地脚模拟机械松动、摩擦支架

轴承单元:PH206/6205 连座快换,内/外圈/滚动体/保持架/综合缺陷

平行轴齿轮:断齿、缺齿、点蚀、磨损(齿厚减薄)、齿隙可调

行星轮系:太阳轮、行星轮、齿圈单独可换

支持“轴承外圈伤 + 齿轮断齿 + 轻不平衡”同台叠加

→ 作用:把前面聊的 FFT 诊断逻辑(1X/2X/谐波/边带/高频)全部变成可重复标签数据。

4. 多物理场同步与工况扫查

振动加速度(径向/轴向 M6 孔+磁座)、激光转速、扭矩、红外温度、油液循环(30 L/min 级)同步触发

可做恒速、升速扫频、启停机过临界、变载阶跃

上位机 8 通道级同步采集,出 FFT/包络/阶次/伯德/轴心轨迹/声谱联合图

→ 作用:教学生“单看振动会漏判,振-声-温-油联合才接近现场”。

5. 教学与科研两端落地

教学端:本科《机械故障诊断》《测试技术》《转子动力学》实验课——换件→采集→读谱→写报告闭环,一节课切 4–5 种故障

科研端:生成干净标签数据集训 CNN/LSTM/Transformer;做迁移学习跨工况泛化;轴承 RUL、齿轮 HI 构建;声学早期预警算法验证

已交付上海交大振动国重、浙工大、常州大学、西南大学等,用作预测性维护实训与算法基准台。,多轴振动控制综合试验台

风电传动综合故障模拟实验台

机械功率封闭齿轮传动实验台

转子齿轮箱耦合振动声学激励模拟实验台

机械故障诊断培训室

轴承润滑状态模拟实验台

旋转机械状态监测综合试验平台

传动系统的功能综合测试平台

水轮机转子故障模拟实验平台