瓦伦尼安PT700实验平台用于复杂机械装备基础单元综合性能表征指标的实时监测和数据分，以支持复杂装备综合性能模型构建及分析进而推进装备质量管理、可靠性研究、智能化可靠性设计等方向的研究。依据实验目的，实验平台总体应包含：复杂装备关键传动单元物理运行及控制系统、数据采集及分析系统、建模及分析软件包等三个主要部分。其中，关键传动单元物理运行及控制系统应包含复杂装备中多种类型的关键传动单元，如齿轮传动单元、蜗轮传动单元、丝杆传动单元等；数据采集及分析系统中应包含各类性能表征指标数据采集的传感器、数据存储单元及终端显示和数据处理装置；建模及分析软件包应包含物理模型构建软件、三维几何模型构建软件及各类仿真分析软件等。

2、需完成的实验项目

（1）关键传动单元现场运行实验：分类、持续、完整地收集和积累传动单元载荷数据、故障数据、维修数据等故障数据，支撑单元故障演变及故障机理分析，辅助装备制造和使用企业进行故障维修管理和决策。同时，通过监测数据进行可靠性模型构建，并预测可靠性演变规律，实现传动单元可靠性预测及验证。

（2）关键传动单元可靠性加速实验：依据关键传动单元结构特点和工况条件，进行可靠性加速实验，快速激发传动单元的潜在故障，高效率收集单元故障数据，形成关键传动单元可靠性数据库，为装备可靠性保障提供基础数据。

（3）关键传动单元性能实验：除可靠性外，复杂装备精度、精度稳定性、运行噪声等性能指标也是非常重要的，该实验台可在可靠性实验的基础上进行扩展，开展精度、噪声、稳定性等性能方面的实验，实时记录和分析传动单元运行性能参数，为装备质量控制提供数据支持。

3、主要技术要求

（1）关键传动单元物理运行及控制系统

①通用伺服电机及控制系统

包含伺服电机、伺服驱动器、动力电缆、编码器电缆。

伺服电机：功率1.5KW、转速3000RPM；

电机编码器：绝对式编码器。

②配套液压站及控制元件

液压站：功率6.3Mpa、排量6L/min、泵体为齿轮泵；

控制元件包含：溢流阀、电磁换向阀、单向阀、节流阀、比例流量阀等。

③丝杆传动单元

支撑轴承座：BK25+BF25；

丝杆螺母副：型号SFUR3210、研磨级、行程1000mm、轴径：25、导程：20；

直线导轨：导轨滑块组合高度45mm、导轨宽度28mm、滑块安装孔40×40mm。

④齿轮传动单元

含直齿传动单元和斜齿传动单元：

直齿轮副：主动齿轮齿数z=25、传动比i=4、模数m=2；

斜齿轮副：齿数、模数、传动比同上、螺旋角20°。

⑤蜗轮蜗杆传动单元

涡轮蜗杆副：蜗杆模数m=4、线数z=2、传动比i=10。

⑥加载工作台

需适应不同传动单元的加载。

⑦传动单元安装架

包含传动单元安装底座、电机安装座、连接件、固定件等。

（2）数据采集及分析系统

①采集卡

要求为16位高速USB器件，采样频率为250KS/s，16路单端，8条I/O线路。

②传感器

具体传感器和要求如下：

1）动态转矩传感：转矩测量范围0-50N∙m；

2）温度传感器×5：采用自粘式热敏电阻传感器形式，标配工作温度范围为-80∼120°C（-112∼248°F），标配可互换误差为±0.2°C，带电话插头连接器；

3）力传感器：标称力范围为0～1t，精度等级0.02% F.S；

4）光栅尺：直线光栅要求为测量行程1000mm，精度0.1um；圆光栅要求为精度0.1um，直径；

5）噪声传感器：测量范围30～130dB，精度：≤±1.5dB，响应时间：小于2秒，工作环境温度-20～60℃、湿度10～90%RH，分辨率0.1dB；

6）压电式加速传感器：灵敏度50PC/g,量程范围±800g；

7）非接触式电涡流传感器：标称精度1μm,实际精度10μm；

8）轮辐式力传感器：里程0∼400KN，精度±0.05%FS；

9）拉压双向力传感器：量程为0-1t，输出灵敏度2±0.05mV/V，非线性0.05-0.1%F.S，重复性0.05%F.S，温度灵敏度0.05%F.S./10℃，使用电压5-10V，最大工作电压15V；

③移动式工作站

1）CPU：不低于I7、线程数不低于20、处理器加速频率不低于5.0GHz；

2）内存：≥32G；

3）显卡：≥8G；

4）固态硬盘：≥1T；

5）显示器：≥14.4寸；

6）配套鼠标。

④NI采集系统含振动测量和模拟量测量采集模等，提供详细的设备说明书、操作手册和实验指导。

⑤测量仪器

包含数显卡尺、千分表、手持式测温仪等。

（3）建模及分析软件包（或软件集成平台）

软件包含有三维几何模型构建软件、各类仿真分析软件、数据传输及交互软件人机交互及可视化软件等。

①三维几何模型构建软件

可用于传动单元三维几何模型构建的软件，如AutoCAD、SolidWorks、Catia或Pro/E等；

②仿真分析软件

可用于模型的力学、热学等物理特性的分析的CAE软件，如Ansys、Nastran等。

③数据传输及交互软件

可用于传动单元物理实验系统与虚拟三维模型之间进行实时数据交互的软件，如Azure IoT、AWS IoT或ThingWorx等物联网软件。

④人机交互及可视化软件

可用于人机交互、动态显示、实时控制的交互式软件，如Unity、Unreal Engine或Vizard等软件。

⑤数据库软件

用于实验过程中各质量特性实验数据的存储，如Oracle、MySQL或SQL server等数据库。

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