旋转机械综合试验系统

旋转机械综合试验系统

齿轮箱 / 传动装置全生命周期性能测试成套方案

让耐久试验“无人值守”，让故障诊断“自动判定”

一、执行摘要

一句话读懂本方案：

二、行业背景与痛点分析

齿轮箱与传动装置是风电、工程机械等装备的“心脏”部件，其耐久性能与故障隐患直接关系装备可用度。在研发试验与出厂验收中，传统试验模式依赖多套分立设备与人工值守，试验单位普遍面临三个棘手问题：

与此同时，行业要求正从“经验判断”走向“数据驱动”：检测过程要有统一标准，过程要有数据留存，结果要可量化、可溯源。传统模式已无法支撑这一转型。

三、方案总体架构

本方案以“业务层—能力层—硬件层”三层架构展开：

三层一体、软硬联动：硬件层提供计量级基准与同步采集通道，能力层完成指标解算与自动判定，业务层对接业务流程并输出可追溯数据。任何一层的变化都不影响整体架构的稳定性。

四、方案核心优势

每一条优势都对应一个具体痛点，并以可量化的客户收益收尾：

优势一：多参量统一时基严格同步

痛点：传统多套设备数据时序错位，效率计算、频谱分析结果失真。

能力：加载扭矩、转速、振动、电信号共用同一采集时钟，硬件级同步。

收益：效率计算与故障频谱分析数据精准可靠，试验结论可信。

优势二：闭环动态加载，真实复现运行工况

痛点：固定负载无法复现风电交变载荷、冲击过载等真实工况。

能力：伺服驱动 + 电涡流 / 对拖加载架构，自定义转速 - 扭矩复合载荷谱。

收益：贴合 GL、DNV 等行业试验规范，试验结果具备行业认可度。

优势三：全维度振动故障诊断能力

痛点：齿轮、轴承早期故障特征微弱，常规分析难以捕捉。

能力：实时 FFT、阶次谱、瀑布图、包络解调分析，捕捉啮合与轴承早期冲击故障。

收益：劣化趋势长期跟踪预警，故障发现于萌芽阶段。

优势四：全自动无人耐久试验流程

痛点：长周期耐久试验人工值守成本高。

能力：图形化编排多阶段试验剖面，一键自动跑合、逐级加载、耐久循环，全程自动存储数据。

收益：7×24 无人值守连续运行，人力成本大幅下降。

优势五：量化自动判定，消除人工主观误差

痛点：合格判定依赖人工经验，标准不一。

能力：内置行业标准阈值，自动评判振动烈度、传动效率、故障特征幅值。

收益：试验结束一键输出标准化综合检测报告，适配研发定型与出厂质检。

优势六：长期在线监测，适配耐久台架

痛点：数百小时耐久试验数据量大，易丢失。

能力：硬件支持 7×24h 连续采集，数据本地缓存 + 电脑实时存储。

收益：连续数百小时疲劳耐久试验数据不丢失。

五、方案构成与实现

5.1 硬件模块组成

5.2 配套软件核心功能

1. 多参量融合实时驾驶舱：同步展示加载曲线、振动波形、频谱瀑布图、效率趋势；

2. 动态信号分析：时域指标、FFT 频谱、阶次分析、包络解调故障特征提取；

3. 智能状态评价：依据行业标准自动判定振动、效率、轴承 / 齿轮健康状态；

4. 自动化报告生成：整合全流程数据、曲线、故障判定结论，输出标准化试验报告；

5.3 标准化作业流程

第1步：将待测齿轮箱安装至试验台架，输入、输出端装配扭矩转速传感器；

第2步：在各轴承座布设三向 IEPE 振动传感器，接入信号调理与采集主机；

第3步：连接驱动、加载单元、功率分析仪至采集系统，完成硬件通讯联调；

第4步：软件导入试验大纲，图形化编辑转速 - 扭矩多级加载试验剖面，设置判定阈值；

第5步：一键启动全自动试验，系统自动完成跑合、加载、耐久循环；

第6步：全过程同步采集扭矩、转速、振动、电气动态数据，实时绘制各类分析图谱；

第7步：软件后台持续诊断故障特征，跟踪振动、效率变化趋势，异常自动标记；

第8步：试验全部阶段完成，系统自动评判各项指标，生成综合试验报告；

第9步：归档全部原始动态数据、频谱曲线、判定报告，完成整套在线动态测试。

5.4 核心技术指标

六、标杆案例

某风电齿轮箱制造厂出厂耐久试验数字化升级

七、合作流程

五步走，从需求到交付全程透明：