皮帶輪高溫高速扭轉耐久試驗的製造方法
2023-04-30 07:05:16 2
皮帶輪高溫高速扭轉耐久試驗的製造方法
【專利摘要】本發明涉及一種皮帶輪高溫高速扭轉耐久試驗機，它包括PLC控制器，所述的PLC控制器根據轉速傳感器採集到的被測皮帶輪的轉速信息和動態扭矩傳感器採集到的被測皮帶輪的扭矩信息通過第一伺服驅動器和第一伺服電機控制被測皮帶輪的轉速和扭矩，所述的PLC控制器根據溫度傳感器採集的被測皮帶輪的溫度信息通過溫度加熱器和鼓風機控制被測皮帶輪的工作溫度，所述的PLC控制器根據拉力傳感器採集的被測皮帶輪所受的張力信息通過第二伺服驅動器和第二伺服電機控制被測皮帶輪的張力。本發明只需要用一臺設備就能對皮帶輪、減振皮帶輪進行耐久性試驗，操作非常方便；降低了以往皮帶輪耐久性試驗的成本和時間周期。
【專利說明】皮帶輪高溫高速扭轉耐久試驗機
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種皮帶輪高溫高速扭轉耐久試驗機,專用於皮帶輪、減振皮帶輪耐久性試驗的專用測試設備。
【背景技術】
[0002]目前，不存在用於皮帶輪、減振皮帶輪耐久性試驗的專用測試設備。當需要對皮帶輪、減振皮帶輪進行耐久性試驗時，至少需要三臺設備。一臺溫度試驗箱，一臺高速低速耐久試驗機，一臺扭矩試驗機，試驗成本高；試驗完一組數據需要更換到另外一臺設備再進行試驗，比較麻煩，且繁瑣；試驗周期較長，一般為一個半月左右。
而且從一臺設備到另外一臺設備進行試驗，不能連續工作試驗，中間環境溫度、不可預計因素對零部件有較大影響，要避免這些不利因素，則需要多個零部件來進行試驗，不僅增加試驗成本，且非常費時。
[0003]因此，我們迫切需要一種裝置，以解決現有皮帶輪、減振皮帶輪耐久性試驗麻煩、費時、高成本的問題。
【發明內容】
[0004]本發明所要解決的技術問題是提供一種能對皮帶輪、減振皮帶輪進行耐久性試驗的專用設備，解決了現有皮帶輪、減振皮帶輪耐久性試驗的耗時、高成本問題。
[0005]本發明所採用的技術方案是:一種皮帶輪高溫高速扭轉耐久試驗機，它包括PLC控制器，所述的PLC控制器根據轉速傳感器採集到的被測皮帶輪的轉速信息通過第一伺服驅動器和第一伺服電機控制被測皮帶輪的轉速，所述的PLC控制器根據扭矩傳感器採集到的被測皮帶輪的扭矩信息通過第一伺服驅動器和第一伺服電機控制被測皮帶輪達到所需扭矩，所述的PLC控制器根據溫度傳感器採集的被測皮帶輪的溫度信息通過溫度加熱器和鼓風機控制被測皮帶輪的工作溫度，所述的PLC控制器根據拉力傳感器採集的被測皮帶輪所受的張力信息通過第二伺服驅動器和第二伺服電機控制被測皮帶輪的張力。
[0006]按上述方案，所述的PLC控制器通過232接口與工控機連接。
[0007]按上述方案，所述的工控機與印表機連接。
[0008]按上述方案，所述的轉速傳感器型號:NT-RG22，所述的溫度傳感器型號:BD-WZP-PT1000，所述的動態扭矩傳感器型號:HK-711，lOOONm，所述的拉力傳感器型號:HK-812，7000N。
[0009]所述的PLC控制器接收轉速傳感器、溫度傳感器、動態扭矩傳感器和拉力傳感器傳來的信息，並將信息進行比對，然後控制第一伺服驅動器、第一伺服電機、溫度加熱器、鼓風機、第二伺服電機和第二伺服驅動器工作，以達到控制被測皮帶輪的轉速、工作溫度、扭矩和張力的目的；PLC控制器將數據傳送給工控機。
[0010]所述的轉速傳感器採集被測皮帶輪的轉速信息，並將信息傳遞給PLC控制器。
[0011]所述的溫度傳感器採集被測皮帶輪的工作溫度，並將信息傳遞給PLC控制器。[0012]所述的動態扭矩傳感器採集被測皮帶輪的扭矩信息，並將信息傳遞給PLC控制器。
[0013]所述的拉力傳感器採集被測皮帶輪的張力信息，並將信息傳遞給PLC控制器。
[0014]所述的第一伺服驅動器接收PLC控制器傳來的命令，控制第一伺服電機，以達到控制被測皮帶輪轉速和扭矩的目的。
[0015]所述的第二伺服驅動器接收PLC控制器傳來的命令，控制第二伺服電機，以達到控制被測皮帶輪張力的目的。
[0016]所述的溫度加熱器接收PLC控制器傳來的命令，以控制被測皮帶輪的工作溫度。
[0017]所述的鼓風機接收PLC控制器傳來的命令，以保持被測皮帶輪的工作溫度恆定。
[0018]通過高精度動態扭矩傳感器實時檢測當前的扭矩信號，再將扭矩信號經過信號調整電路調整，然後把調整好的信號通過A/D轉換，並對數據進行處理，最後將數據傳送給工控機，工控機一方面將處理好的結果顯示、保存、列印；另一方面通過比較給定扭矩和當前扭矩實現對伺服電機的控制，使扭矩按照用戶要求而變化。
[0019]通過轉速傳感器實時檢測當前的轉速信號，再將轉速信號經過信號調整電路調整，然後把調整好的信號通過A/D轉換，並對數據進行處理，最後將數據傳送給工控機，工控機一方面將處理好的結果顯示、保存、列印；另一方面通過比較給定轉速和當前轉速實現對伺服電機的控制，保證轉速的精確性。
[0020]本發明的有益效果在於:1、只需要用一臺設備就能對皮帶輪、減振皮帶輪進行耐久性試驗，操作非常方便。2、降低了以往皮帶輪、減振皮帶輪耐久性試驗的成本。3、測試結果準確。4、節約了皮帶輪、減振皮帶輪耐久性試驗時間，提高了工作效率。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021]圖1是本發明的一個實施例的結構框圖；
圖2是皮帶輪高溫高速扭轉耐久試驗機傳動部分的主視示意圖；
圖3是皮帶輪高溫高速扭轉耐久試驗機傳動部分的俯視示意圖；
圖4是皮帶輪高溫高速扭轉耐久試驗機傳動部分的側視示意圖；
圖5是皮帶輪高溫高速扭轉耐久試驗機溫控加熱部分的主視結構示意圖；
圖6是皮帶輪高溫高速扭轉耐久試驗機溫控加熱部分的側視結構示意圖；
圖7是皮帶輪高溫高速扭轉耐久試驗機的界面圖；
圖8是皮帶輪高溫高速扭轉耐久試驗機的多段轉速的設計界面圖。
[0022]圖中:1、M24X1.5絲母，2、鍵，3、M30X1.5絲母，4、端蓋，5、軸套，6、主軸深溝球軸承，7、動態扭矩傳感器，8、主軸聯軸器，9、第一隔圈，10、主軸前端蓋，11、主動軸，12、主軸架，13、輔軸架，14、直線滑軌，15、螺母，16、調節絲杆，17、拉力傳感器，18、拉力傳感器支架，19、第一伺服電機,20、電機座,21、輔軸聯軸器,22、滾珠螺杆,23、絲母,24、第二隔圈,25、第三隔圈，26、鍵，27、螺杆軸承套，28、螺杆軸承蓋，29、輔動軸，30、溫箱絲杆座，31、夾具軸，
32、夾具絲母，33、前端襯套，34、第一夾具軸深溝球軸，35、夾具軸軸套，36、限位襯套，37、後端襯套，38、第二夾具軸深溝球軸，39、主軸後端蓋，40、皮帶輪主軸，41、第四隔圈，42、第五隔圈，43、小皮帶輪，51、進風管，52、進風口，53、第二伺服電機，54、隔熱層，55、溫箱，56、出風口，57、電熱絲，58、電熱絲支板，59、加熱箱，60、出風管，61、保溫門，62、鼓風機，63、動態 扭矩傳感器。
【具體實施方式】
[0023]下面結合附圖進一步說明本發明的實施例。
[0024]參見圖1，一種皮帶輪高溫高速扭轉耐久試驗機，它包括PLC控制器，所述的PLC控制器根據轉速傳感器採集到的被測皮帶輪的轉速信息通過第一伺服驅動器和第一伺服電機控制被測皮帶輪的轉速，所述的PLC控制器根據動態扭矩傳感器採集到的被測皮帶輪的扭矩信息通過第一伺服驅動器和第一伺服電機控制被測皮帶輪達到所需扭矩，所述的PLC控制器根據溫度傳感器採集的被測皮帶輪的溫度信息通過溫度加熱器和鼓風機控制被測皮帶輪的工作溫度，所述的PLC控制器根據拉力傳感器採集的被測皮帶輪所受的張力信息通過第二伺服驅動器和第二伺服電機控制被測皮帶輪的張力；所述的PLC控制器通過232接口與工控機連接；所述的工控機與印表機連接。
[0025]本實施例中，所述的轉速傳感器型號:NT-RG22，所述的溫度傳感器型號:BD-WZP-PT1000，所述的動態扭矩傳感器型號:HK-711，lOOONm，所述的拉力傳感器型號:HK-812，7000N。
[0026]工控機和PLC控制器通過232雙向通訊，用戶通過工控機界面向PLC下達控制指令，並顯示PLC控制器的檢測結果，在工控機上採用實時波形顯示，並存儲結果以備查閱和列印。
[0027]本實施例中，皮帶輪高溫高速扭轉耐久試驗機的溫控加熱部分包括鼓風機62，所述的鼓風機62與加熱箱59相連通，加熱箱59與出風管60的入風口連接，出風管60的出風口 56與溫箱55相連通，溫箱55與進風管51的進風口 52相連通，進風管51的出風口與鼓風機62相連通。所述的加熱箱59外設有加熱絲57和加熱絲支架58，所述的溫箱55的四周設有隔熱層54，所述的溫箱55上還設有保溫門61。
[0028]本實施例中，皮帶輪高溫高速扭轉耐久試驗機的傳動部分包括夾具軸31、設置在主軸架12上的主動軸11和設置在輔軸架13上的輔動軸29，主動軸11通過主軸聯軸器8與動態扭矩傳感器7的一端連接，動態扭矩傳感器7的另一端與主軸深溝球軸承6連接；主軸深溝球軸承6設有M24X1.5絲母1、鍵2、M30X1.5絲母3和端蓋4 ;所述的主動軸11上設有第一隔圈9和主軸前端蓋10。輔軸架13下設有直線導軌14，輔軸架13通過螺母15與調節絲杆16連接,調節絲杆16與拉力傳感器17的一端連接,拉力傳感器17的另一端與拉力傳感器支架18連接；拉力傳感器支架18的下方設有第一伺服電機19,第一伺服電機19通過輔軸聯軸器21與滾珠螺杆22連接，所述的滾珠螺杆22上設置有絲母23、第二隔圈24、第三隔圈25、鍵26、螺杆軸承套27和螺杆軸承蓋28，所述的第一伺服電機19設有電機座20，所述的滾珠螺杆22上設有溫箱絲杆座30。夾具軸31上設有夾具絲母32、前端襯套
33、第一夾具軸深溝球軸34、夾具軸軸套35、限位襯套36、後端襯套37、第二夾具軸深溝球軸38、主軸後端蓋39 ;夾具軸31通過夾具軸聯軸器與動態扭矩傳感器63的一端連接，動態扭矩傳感器63的另一端通過皮帶輪主軸40與小皮帶輪43連接；所述的皮帶輪主軸40上設有第四隔圈41和第五隔圈42。
[0029]第一伺服電機19控制輔動軸29的轉動，第二伺服電機53控制主動軸11和夾具軸31的轉動。[0030]被測試的皮帶輪安裝在皮帶輪主軸的法蘭上，並和動態扭矩傳感器相連接，小皮帶輪通過伺服電機給拉力傳感器施壓達到所需的張力。主動軸帶動被測帶輪旋轉，對皮帶輪的張力、扭矩、轉速進行跟蹤測量檢測。溫控加熱部分是對減震皮帶輪上的橡膠進行老化破壞試驗。
[0031]機體上部設有一個鋼質的安全防護門，工作時必須鎖緊。
[0032]主動軸通過高速平皮帶與第二伺服電機相連，構成傳動鏈。第二伺服電機轉速3000RPM時，主動軸轉速為8000RPM。
[0033]主軸軸承採用高精度、高轉速的角接觸軸承對,軸承軸向間隙通過內隔圈外隔圈厚度差調整，間隙量為0-0.05mm,並用鈣基二硫化鑰潤滑脂潤滑，可確保運轉的平穩和溫度的穩定。
[0034]安裝在機身上的滑臺是由滑臺底座、直線導軌、滾動絲杆及滑板構成的直線運動機構。根據皮帶輪的大小，滑臺可以調節皮帶輪的中心距。
[0035]程序運行後出現界面如圖7所示，標題欄顯示「皮帶輪耐久試驗系統」，主顯示界面分為3個部分，第一部分為運行參數設置方框部分，這部分通過用戶自己設定，需要用戶手動輸入要求的數據，系統按照要求進行處理。第二部分為運行測試結果方框部分，這部分動態顯示實際的數據信息，不以用戶意志為轉移，用戶不能填入數據。第三部分為圖形顯示部分，分別用紅色、綠色、橙色和黑色顯示實際轉速、實際拉力、實際轉矩、以及實際溫度的波形圖。最後測試結果在文件record裡面保存，用戶可以直接打開該文件夾內的相應文件並進行查詢，修改和列印。
[0036]1、運行參數設置
此處為用戶人工設定，系統每次啟動時，自動以上次保存的參數設置顯示，如果用戶不進行修改，則直接按下運行按鈕即可。否則修改後按下運行按鈕。下面將各參數含義與設定方法進行介紹。
[0037]I)轉速段數設定:這是一個只讀數據，通過用戶對轉速的設置得到；
2)溫度設定:用於設定溫度，單位為攝氏度，用戶輸入數據需在實際可達條件內；
3)拉力設定:設定拉力，單位為牛頓，用戶數據不得小於O;
4)運行時間:這是一個只讀數據，通過用戶對轉速的設置得到；它表示系統連續運行的時間，單位為分鐘，到達時間後自動停止。
[0038]溫度和拉力為用戶必須設定，且完全由用戶意志控制，請用戶妥善輸入數據，系統將嚴格按照用戶輸入進行處理。
[0039]以下幾項內容由用戶選擇性設定:
I)採樣時間:是系統讀取實際運行值的間隔時間，因為系統設計為連續運行450小時，對應為162萬秒，如果選取採樣時間很小，數據存儲量將會非常大，而選取採樣時間過長，則會導致很長時間沒有數據，不利於用戶時刻關注運行情況。本系統將採樣時間設定為5秒到I分鐘，用戶可以自行選擇。
[0040]2)像素差值:像素差值用於設定實時曲線每一屏幕顯示的總時間值，用戶可根據需要自行調整。
[0041]3)通訊延遲:用於設定電腦和其他通訊設備的聯絡時間，最小50毫秒即有反應，若設定最大值4秒，仍無反應，則說明沒有連接好。[0042]4)型號、名稱、操作者為用戶輸入，此處不做限制。
[0043]2、多段轉速設置
在主界面滑鼠左鍵點下「轉速設置」菜單項，則出現如圖8所示多段轉速設置界面，用戶可以根據需要自由設定，只需要修改「運行轉速」和「運行時間」兩欄的數據值，然後點擊「確定設置」按鈕即可，多段轉速設置為用戶提供最多99段速度。用戶也可選擇默認設置，即點擊「恢復默認」按鈕，則獲取系統出廠時的默認9段轉速。
[0044]本發明模擬減震皮帶輪在工作狀態中的溫度、轉速、時間，從而得出準確的皮帶輪高溫高速扭轉耐久試驗數據。
[0045]本發明只需設定皮帶輪的試驗工作程序，就可自動進行在高溫、高速和低速變化、扭矩試驗，試驗周期短(二個星期左右)，成本低，試驗數據顯示直觀、一目了然。
【權利要求】
1.一種皮帶輪高溫高速扭轉耐久試驗機，其特徵在於:它包括PLC控制器，所述的PLC控制器根據轉速傳感器採集到的被測皮帶輪的轉速信息通過第一伺服驅動器和第一伺服電機控制被測皮帶輪的轉速，所述的PLC控制器根據動態扭矩傳感器採集到的被測皮帶輪的扭矩信息通過第一伺服驅動器和第一伺服電機控制被測皮帶輪達到所需扭矩，所述的PLC控制器根據溫度傳感器採集的被測皮帶輪的溫度信息通過溫度加熱器和鼓風機控制被測皮帶輪的工作溫度，所述的PLC控制器根據拉力傳感器採集的被測皮帶輪所受的張力信息通過第二伺服驅動器和第二伺服電機控制被測皮帶輪的張力。
2.如權利要求1所述的皮帶輪高溫高速扭轉耐久試驗機，其特徵在於:所述的PLC控制器通過232接口與工控機連接。
3.如權利要求2所述的皮帶輪高溫高速扭轉耐久試驗機，其特徵在於:所述的工控機與印表機連接。
4.如權利要求1所述的皮帶輪高溫高速扭轉耐久試驗機，其特徵在於:所述的轉速傳感器型號:NT-RG22，所述的溫度傳感器型號:BD-WZP-PT1000，所述的動態扭矩傳感器型號:HK-711，1000Nm，所述的拉力傳感器型號:HK_812，7000N。
【文檔編號】G01M13/02GK103698125SQ201310702800
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年12月19日 優先權日:2013年12月19日
【發明者】餘林東, 袁學勤 申請人:孝感市寶龍電子有限公司