重型机床静压导轨系统的多头泵可靠性试验台的制作方法_2

文档序号:8220520阅读:来源:国知局
,并通过在液压检测块上安装压力测量仪对每一液压油路进行油压监测。将压力测量仪和流量计的读数存入电气控制系统的上位工控机内并存储,从而实现对第一多头泵和第二多头泵的监测。
[0021]所述的多头泵监测系统由液压泵站供油,静压导轨装置、第一多头泵以及第二多头泵的多余液压油通过回油滤网返回到液压泵站地下油箱中。液压泵站地下油箱中设置有液压泵、吸油滤网、溢流阀和温度测量仪。
[0022]所述的电气控制系统包括有上位工控机、下位可编程控制器PLC、下位机器人控制器以及下位激振器控制仪;
[0023]所述的可编程控制器PLC的RS-232C端口与上位工控机的RS-232C端口电线连接,可编程控制器PLC的输出端分别与冷却机和两个电磁换向阀连接,分别控制冷却机的启停、冷却水的温度参数,为液压泵站提供冷却水,通过控制电磁换向阀来控制液压泵站的启停从而给多头泵监测系统提供液压油,以及通过控制电磁换向阀来控制第一多头泵与第二多头泵的启停。
[0024]所述的机器人控制器的RS-232C端口与上位工控机的RS-232C端口电线连接,机器人控制器输出控制信号给机器人,控制其搬运的各个动作从而实现将配重块搬运到所需的具体位置,此外机器人自身所携带的力传感器和位移传感器将检测到的信号传给机器人控制器并显示在机器人控制软件界面上,实现对机器人工作状态的实时跟踪。
[0025]所述的激振器控制仪的RS-232C端口与上位工控机的RS-232C端口电线连接,激振器控制仪的励磁电流输出端与激振器励磁电流输入端电线连接,激振器控制仪输出控制信号给激振器,控制激振器加载力。拉压力传感器的信号输出供电端与激振器控制仪的力输入供电端电线连接,拉压力传感器将检测到的信号经过信号放大器放大后传给激振器控制仪,实现闭环控制,并且所加载力的大小、波形以及频率等信息,在工控机显示器的VB控制界面实时显不。
[0026]机器人控制软件由机器人生产厂家提供,可以操控机器人将配重块放置在各个供油点处。其它上位工控机控制界面则是由VB编制,在控制界面上选定Z方向加载的动态力大小、频率、波形以及加载时间等后,与下位可编程控制器PLC和激振器控制仪通过RS232C进行串口通讯,下位可编程控制器PLC先控制冷却机给液压泵站冷却,其次输出电流控制电磁换向阀动作,启动液压泵站,其压力与温度均正常之后再输出电流控制电磁换向阀动作,启动弟一多头栗和弟—.多头栗。
[0027]与现有技术相比本发明的有益效果是:
[0028]1.本发明采用管路弯曲装置、Z方向加载装置和配重块加载部分对多头泵进行模拟管路弯曲负荷、动、静态切削负荷以及包括工件、机床自身零部件在内的惯性负荷,可对被测的重型机床静压导轨系统的多头泵进行模拟真实工况的可靠性试验,并进行实时压力和流量的数据采集得出其故障模式及故障原因。为后期对多头泵进行可靠性评价提供数据,也为多头泵生产企业改进产品以及重型机床制造企业选购多头泵提供了依据。
[0029]2.本发明的Z方向加载装置可实现对动态切削力的模拟,并能够根据实际工况来来调节动态切削力的大小、频率以及试验时间。
[0030]3.本发明适应范围比较广,针对用于重型机床静压导轨系统的不同型号的多头泵,只需通过更换液压检测块、增减配重块的数量、调整Z方向加载装置输出的动态切削力等就可以对其进行可靠性加载试验,同时可以对其相关参数进行检测与监测,体现了本试验系统的灵活性和通用性。
[0031]4.本发明的电气控制部分通过拉压力传感器对模拟的动态切削力实时监测。实现实时监控和闭环控制,以提高模拟动态切削力的精度。同时将加载的动态切削力参数显示在上位工控机的人机操作界面上。
[0032]5.本发明的电气控制系统部分是基于上位工控机统一控制,能够实现对机器人、多头泵、激振器、液压泵站以及冷却机的控制,同时可以将试验参数储存,以便后续的查询和分析。
【附图说明】
[0033]图1为本发明的立体示意图。
[0034]图2为本发明之多头泵监测系统的立体示意图。
[0035]图3为本发明之Z方向加载装置的立体示意图。
[0036]图4为本发明的配重块的立体示意图。
[0037]图5为本发明的Z方向加载装置的加载接头立体示意图。
[0038]图6为本发明的管路弯曲加载装置的立体示意图。
[0039]图7为本发明的液压系统的原理图。
[0040]图8为本发明的电气控制系统部分的结构原理框图。
[0041]图中:1.左立柱,2.左立柱用地平铁,3.工作台,4.工作台液压快速接头,5.配重块,6.床身,7.右立柱用地平铁,8.管路弯曲加载装置,9.多头泵监测系统,10.电气控制系统,11.液压泵站,12.备用配重块,13.加载辅助装置机器人,14.加载装置,15.支撑梁,16.右立柱,17.第一多头泵,18.液压油管,19.支架,20.流量计,21.压力测量仪,22.液压检测块快速接头,23.液压检测块,24.支架用地平铁,25.第二多头泵,26.激振器底座,27.激振器,28.加载接头,29.激振器二级加载杆,30.拉压力传感器,31.固定钢管,32.可移动钢管,33.钢管底座,34.液压泵,35.吸油滤网,36.液压泵站地下油箱,37.溢流阀,38.温度测量仪,39.回油滤网。
【具体实施方式】
[0042]参阅图1所示,本发明包括静压导轨装置、配重块加载及加载辅助装置机器人、Z方向加载装置、管路弯曲加载装置8、多头泵监测系统9和电气控制系统10。
[0043]本发明专利中进行可靠性试验的对象为重型机床静压导轨系统的多头泵,该多头泵包括第一多头泵17和第二多头泵25,对重型机床静压导轨系统的多头泵进行负载分析:
[0044]因为恒流量静压导轨只有在负载压力变化时,才会改变油膜厚度并使多头泵的输出压力改变,所以多头泵受到的负载为垂直于导轨(Z向)的压力负载,包括:动态切削力、静态切削力以及惯性载荷。其中静态切削力与惯性载荷的方向在同一条直线上,且合力方向始终与惯性载荷方向一致。此外,由于液压管路在连接的过程中产生不同程度的弯曲,所以会产生一个管路弯曲负荷。
[0045]本发明通过Z方向加载装置模拟动态切削力;通过管路弯曲加载装置模拟管路弯曲负荷;通过配重块模拟惯性载荷与静态切削力的合力。
[0046]如图1所示,所述的静压导轨装置包括有工作台3、工作台液压快速接头4和床身6,所述的工作台3表面布有T形槽,T形槽用于安装配重块5以及加载接头28。参阅图7所示,Vl至V12表示的是十二个工作台液压快速接头4,对称分布在工作台3左右两侧,即V1、V3、V5、V7、V9、V11均匀分布在床身左侧,V2、V4、V6、V8、V10、V12均匀分布在床身右侧。参阅图7所示,Vl和V2是由第一多头泵17和第二多头泵25三路合成一路进行供油,V3、V4、V5和V6是由第一多头泵17和第二多头泵25两路合成一路进行供油,其余则是由第一多头泵17和第二多头泵25进行单路供油。
[0047]参阅图1所示,所述的配重块加载及加载辅助装置机器人包括有加载辅助装置机器人13和若干块相同的配重块5,参阅图4所示,所述的配重块5成正方体,配重块5的两侧各开有两个U型槽并呈对称分布,两个U形槽中间部分的上表面各设置有一个半球凸起,两个U形槽中间部分的下表面各设置有一个半球凹坑,每块配重块5上表面的半球凸起与下表面的半球凹坑对正,上表面的半球凸起和下表面的半球凹坑结构尺寸相同,两块及两块以上结构相同的配重块5叠放在一起时,下边的配重块5的两个半球凸起与上边的配重块5的两个半球凹坑相互配装起到定位的作用,多块结构相同的配重块5如此可稳固地叠置在一起。同时两块及两块以上结构相同的配重块5叠放在一起时,每块配重块5上的两个U型槽相对正,形成一个从上到下的贯通的长U型槽,采用四个T型螺栓插入若干块结构相同的配重块5所形成的四个从上到下的贯通的长U型槽中,将若干块结构相同的配重块5固定在工作台3上。配重块5用于模拟实际工况下的工件、工装以及机床自身零部件的重量与静态切削力的合力,从而实现对惯性载荷及静态切削力的模拟,进行可靠性试验
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