专利名称：回转接头耐久性测试原理及全自动试验机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种工程机械测试原理及试验设备，特别涉及一种回转接头研究方面的试验设备回转接头耐久性测试原理及全自动试验机。
背景技术：
回转接头是液压起重机、挖掘机、平地机等工程机械上的关键部件，用于连接起重机、挖掘机固定部分与旋转部分的液压、气动管路，使上、下二部分的系统管路具有360°相对运动而不发生干涉。回转接头耐久性测试原理及全自动试验机是一台模拟回转接头工作过程的试验设备，目前国内的回转接头耐久性测试原理及设备还处于较低的水平，仅靠人工读取试验参数，手工填写数据，不能实时显示回转接头的油压、驱动转矩、转速等性能参数，试验结果误差较大，驱动电机也常因过载而卡死，此外，回转接头的油液通道中液压加载压力较低，不能对工作压力高的回转接头进行耐久性试验，因此研制一种新型的回转接头耐久性测试原理及试验机是国内急需解决的课题。本回转接头耐久性测试原理及全自动试验机液压加载压力可达42MPa，同时可对多种型号、不同外形的回转接头进行试验，在国内首次实现了回转接头性能参数的自动检测、实时显示。
发明内容
本发明的目的是提供一种能模拟回转接头实际工况的回转接头耐久性测试原理及全自动试验机，自动控制回转接头的回转轴与壳体间相对转动的转速、转向及转角，实时显示回转接头的油液压力、驱动转矩、转速等性能参数，对回转接头密封件的密封性、温度对驱动转矩的影响，以及回转接头在压力作用下零件的强度进行研究。本发明所述回转接头耐久性测试原理及全自动试验机，其包括液压加载系统，伺服电机驱动系统，PLC测控系统，液压加载系统又由高压部分，低压部分组成；高压部分包括液压泵、溢流阀、高压发生器、单向阀、二位二通电磁球阀、冷却机；低压部分包括液压泵、 单向阀、溢流阀、三位四通电磁换向阀、单向调速阀；伺服电机驱动系统包括伺服电机、行星减速器、轴、锥齿轮、回转接头专用夹具、回转接头、滚动轴承；PLC测控系统包括温度传感器、流量传感器、压力传感器、转矩与转速传感器、PLC下位机、PC上位机。回转接头耐久性测试原理及全自动试验机工作时，高压部分的液压泵启动，二位二通电磁球阀的电磁铁IYA断电，液压泵输出液压油进入高压发生器，高压发生器流出的高压油经单向阀，同时进入回转接头的若干个高压通道，对回转接头高压通道进行加压，低压部分的液压泵启动，三位四通电磁换向阀的电磁铁2YA得电，液压泵输出液压油经单向阀，三位四通电磁换向阀左位进入回转接头的低压通道，从低压通道流出的液压油经单向调速阀，三位四通电磁换向阀左位流回油箱，实现低压通道加压；由伺服电机驱动系统中的伺服电机经行星减速器降速后带动一对锥齿轮转动，锥齿轮、回转接头专用夹具带动回转接头的回转轴或壳体相对转动，并通过伺服电机调节相对转动的转速、转向及转角。由PLC 测控系统中温度传感器、流量传感器、压力传感器、扭矩与转速传感器分别检测回转接头的油温、油液流量、油液压力、驱动转矩及转速，通过PLC下位机控制电磁阀的得失电，控制伺服电机的转速、转向及转角，PC机负责传感器采样与A/D转换，并实时显示采集到的油温、 油液流量、油液压力、回转接头的驱动转矩与转速数据，生成压力变化曲线。在运行2000小时的过程中通过观察压力传感器所检测油液压力变化数据，判断回转接头的内泄漏情况，裸眼观察判断回转接头有无外泄漏，从而研究密封件的密封性，观察转矩与转速传感器所检测驱动转矩的变化数据，研究回转接头温度升高后对驱动转矩的影响，在运行过程中查看回转接头的零件在压力作用下是否损坏，研究零件在压力作用下的强度。当温度传感器检测油温达到50°C时，回转接头停止相对转动，二位二通电磁球阀的电磁铁IYA得电，三位四通电磁换向阀的电磁铁3YA得电，冷却机启动，高压部分的液压泵输出液压油进入高压发生器，高压发生器流出的高压油经单向阀，同时进入回转接头的若干个高压通道，高压通道流出液压油经二位二通电磁球阀右位流回油箱，而低压部分的液压泵流出液压油经单向阀，三位四通电磁换向阀右位，单向调速阀进入回转接头的低压通道，从低压通道流出的液压油经三位四通电磁换向阀右位流回油箱，试验系统循环冷却。 当温度传感器检测油温达到30°C时，二位二通电磁球阀的电磁铁IYA断电，三位四通电磁换向阀的电磁铁2YA得电，试验机又开始工作过程。本发明的要点在于它的测试原理及结构，其测试原理是采用液压系统对回转接头的高压通道、低压通道进行加压，高压通道的高压油由高压发生器即双作用自动增压缸产生，压力可达42MPa，低压通道的低压油压力通过单向调速阀调节；由伺服电机经行星减速器降速后带动一对锥齿轮转动，锥齿轮、回转接头专用夹具带动回转接头的回转轴或壳体相对转动，转速、转向及转角均可自动调节；最后由PLC测控系统控制伺服电机的运转、电磁阀的得失电，自动检测回转接头的油温、油液流量、油液压力、驱动转矩及转速，并实时显示所测参数，实现了回转接头性能参数的自动检测，回转接头相对转动的转速、转向及转角的自动控制，将广泛应用于回转接头的试验技术领域。
图1为本发明的结构示意2为本发明的液压加载系统原理3为本发明的伺服电机驱动系统结构图
具体实施例方式参照附图，回转接头耐久性测试原理及全自动试验机包括液压加载系统1，伺服电机驱动系统2，PLC测控系统3。液压加载系统由高压部分，低压部分组成，高压部分的液压泵4启动，二位二通电磁球阀11电磁铁IYA断电，液压泵输出液压油进入高压发生器8，高压发生器8流出的高压油经单向阀9，同时进入回转接头的若干个高压通道，对回转接头高压通道进行加压。低压部分的液压泵13启动，三位四通电磁换向阀17电磁铁2YA得电，液压泵13输出液压油经单向阀14，三位四通电磁换向阀17左位进入回转接头的低压通道，从低压通道流出的液压油经单向调速阀21，三位四通电磁换向阀17左位流回油箱，通过调节单向调速阀21的通流面积，使低压通道建立起所需的压力，实现低压通道加压。
所述伺服电机驱动系统的伺服电机22启动，经行星减速器23降速后带动锥齿轮 25转动，锥齿轮25带动锥齿轮沈转动，由锥齿轮沈及专用夹具27带动回转接头观的回转轴或壳体相对转动，通过伺服电机来调节转速、转向及转角，更换专用夹具27可对不同型号的回转接头进行试验。温度传感器5、19、20检测回转接头的油温，流量传感器7、16检测通过回转接头油液流量，由压力传感器10、18检测回转接头的油液压力，扭矩与转速传感器M检测回转接头的驱动转矩与转速。由PLC下位机控制二位二通电磁阀11、三位四通电磁换向阀17的得失电，控制伺服电机22的转速、转向及转角，PC上位机负责传感器采样与A/D转换，并实时显示采集到的油温、油液流量、油液压力、回转接头的驱动转矩与转速数据，生成压力变化曲线。在运行2000小时的过程中通过观察压力传感器10、18所检测油液压力变化数据， 判断回转接头的内泄漏情况，裸眼观察判断回转接头有无外泄漏，从而研究密封件的密封性。观察转矩与转速传感器M所检测驱动转矩的变化数据，研究回转接头温度升高后对驱动转矩的影响。在运行过程中查看回转接头的零件在压力作用下是否损坏，研究零件在压力作用下的强度。当温度传感器5检测油温达到50°C时，回转接头停止相对转动，二位二通电磁球阀11电磁铁IYA得电，三位四通电磁换向阀17电磁铁3YA得电，冷却机12启动，液压泵4 输出液压油进入高压发生器8，高压发生器8流出的高压油经单向阀9，同时进入回转接头的若干个高压通道，高压通道流出液压油经二位二通电磁球阀11右位流回油箱，而液压泵 13流出液压油经单向阀14，三位四通电磁换向阀17右位，单向调速阀21进入回转接头的低压通道，从低压通道流出的液压油经三位四通电磁换向阀17右位流回油箱，试验系统循环冷却。当温度传感器5检测油温达到30°C时，二位二通电磁球阀11电磁铁IYA断电，三位四通电磁换向阀17电磁铁2YA得电，试验机又开始工作过程。
权利要求
1.一种回转接头耐久性测试原理及全自动试验机，其特征在于回转接头耐久性测试原理及全自动试验机包括液压加载系统(1)，伺服电机驱动系统0)，PLC测控系统(3)，液压加载系统又由高压部分，低压部分组成；高压部分包括液压泵G)、溢流阀(6)、高压发生器(8)、单向阀(9)、二位二通电磁球阀(11)、冷却机(12)；高压部分的电机与液压泵⑷连接，液压泵的输出端通过溢流阀(6)接油箱，同时液压泵通过高压发生器(8)、单向阀(9) 与回转接头的高压通道连接，高压通道又通过二位二通电磁球阀(11)接油箱；低压部分包括液压泵(13)、单向阀(14)、溢流阀(15)、三位四通电磁换向阀(17)、单向调速阀；低压部分的电机与液压泵(1 连接，液压泵的输出端通过溢流阀(1 接油箱，同时液压泵通过单向阀(14)、三位四通电磁换向阀(17)与回转接头的低压通道连接，低压通道通过单向调速阀(21)、三位四通电磁换向阀(17)接油箱；伺服电机驱动系统包括伺服电机(22)、行星减速器(23)、轴(31)、锥齿轮05 J6)、回转接头专用夹具(27)、回转接头(观)、滚动轴承09、30)；伺服电机0 通过螺钉与行星减速器连接，行星减速器通过联轴器与转矩、转速传感器04)连接，转矩、转速传感器又通过联轴器与一个锥齿轮0 连接，另一个锥齿轮06)通过螺钉与专用夹具(XT)连接，专用夹具又通过螺钉与回转接头08)连接， 锥齿轮06)装在轴(31)上，并由滚动轴承(四、30)支承，轴(31)通过螺钉固定在底板上； PLC测控系统包括温度传感器(5、19、20)、流量传感器(7、16)、压力传感器(10、18)、转矩与转速传感器04)、PLC下位机、PC上位机。
2.根据权利要求书1所述的回转接头耐久性测试原理及全自动试验机，其特征在于 回转接头耐久性测试原理及试验机工作时，液压加载系统(1)中二位二通电磁球阀(11)的电磁铁IYA断电，三位四通电磁换向阀(17)的电磁铁2YA得电，液压泵(4)所输出高压油分别进入回转接头的高压通道，液压泵(1 输出低压油进入低压通道，对回转接头08)进行加压，高压油由高压发生器(8)即双作用自动增压缸产生，压力可达42MPa;低压油压力通过单向调速阀调节；由伺服电机驱动系统中的伺服电机02)经行星减速器03) 降速后带动一对锥齿轮(25、26)转动，锥齿轮( )、回转接头专用夹具(XT)带动回转接头 (28)的回转轴或壳体相对转动，并通过伺服电机0 调节相对转动的转速、转向及转角； 由PLC测控系统(3)中温度传感器(5、19、20)、流量传感器(7、16)、压力传感器(10、18)、转矩与转速传感器04)分别检测回转接头的油温、油液流量、油液压力、驱动转矩及转速，通过PLC下位机控制电磁阀的得失电，控制伺服电机的转速、转向及转角，PC机负责传感器采样与A/D转换，并实时显示采集到的油温、油液流量、油液压力、回转接头的驱动转矩与转速数据，生成压力变化曲线。
3.根据权利要求书2所述的回转接头耐久性测试原理及全自动试验机，其特征在于 在运行2000小时的过程中通过观察压力传感器(10、18)所检测油液压力变化数据，判断回转接头的内泄漏情况，裸眼观察判断回转接头有无外泄漏，从而研究密封件的密封性；观察转矩与转速传感器04)所检测驱动转矩的变化数据，研究回转接头温度升高后对驱动转矩的影响；在运行的过程中查看回转接头的零件是否损坏，研究零件在压力作用下的强度。
全文摘要
一种应用于工程机械试验技术领域的回转接头耐久性测试原理及全自动试验机，其包括液压加载系统，伺服电机驱动系统，PLC测控系统，工作时由液压加载系统在回转接头的油液通道输入额定压力的液压油，再由伺服电机驱动系统使回转接头的回转轴与壳体产生相对转动，并调节相对转动的转速、转向及转角，最后由PLC测控系统控制电磁阀的得失电及伺服电机的运转，自动检测回转接头的油温、油液流量、油液压力、驱动转矩及转速，对信号进行处理，实时显示采集到的数据。回转接头耐久性测试原理及全自动试验机可模拟回转接头的实际工况，研究运转2000小时过程中回转接头密封件的密封性、温度对驱动转矩的影响，以及回转接头在压力作用下零件的强度。
文档编号G01N3/12GK102564860SQ20121000644
公开日2012年7月11日 申请日期2012年1月11日 优先权日2012年1月11日
发明者何斌辉, 宋杰, 宋飚, 王立杰, 王芳, 邬逵清, 陈惠明, 陈酉冰, 顾叶钱 申请人:南京林业大学