皮带轮高温高速扭转耐久试验的制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种皮带轮高温高速扭转耐久试验机，它包括PLC控制器，所述的PLC控制器根据转速传感器采集到的被测皮带轮的转速信息和动态扭矩传感器采集到的被测皮带轮的扭矩信息通过第一伺服驱动器和第一伺服电机控制被测皮带轮的转速和扭矩，所述的PLC控制器根据温度传感器采集的被测皮带轮的温度信息通过温度加热器和鼓风机控制被测皮带轮的工作温度，所述的PLC控制器根据拉力传感器采集的被测皮带轮所受的张力信息通过第二伺服驱动器和第二伺服电机控制被测皮带轮的张力。本发明只需要用一台设备就能对皮带轮、减振皮带轮进行耐久性试验，操作非常方便；降低了以往皮带轮耐久性试验的成本和时间周期。
【专利说明】皮带轮高温高速扭转耐久试验机
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种皮带轮高温高速扭转耐久试验机,专用于皮带轮、减振皮带轮耐久性试验的专用测试设备。
【背景技术】
[0002]目前，不存在用于皮带轮、减振皮带轮耐久性试验的专用测试设备。当需要对皮带轮、减振皮带轮进行耐久性试验时，至少需要三台设备。一台温度试验箱，一台高速低速耐久试验机，一台扭矩试验机，试验成本高；试验完一组数据需要更换到另外一台设备再进行试验，比较麻烦，且繁琐；试验周期较长，一般为一个半月左右。
而且从一台设备到另外一台设备进行试验，不能连续工作试验，中间环境温度、不可预计因素对零部件有较大影响，要避免这些不利因素，则需要多个零部件来进行试验，不仅增加试验成本，且非常费时。
[0003]因此，我们迫切需要一种装置，以解决现有皮带轮、减振皮带轮耐久性试验麻烦、费时、高成本的问题。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题是提供一种能对皮带轮、减振皮带轮进行耐久性试验的专用设备，解决了现有皮带轮、减振皮带轮耐久性试验的耗时、高成本问题。
[0005]本发明所采用的技术方案是:一种皮带轮高温高速扭转耐久试验机，它包括PLC控制器，所述的PLC控制器根据转速传感器采集到的被测皮带轮的转速信息通过第一伺服驱动器和第一伺服电机控制被测皮带轮的转速，所述的PLC控制器根据扭矩传感器采集到的被测皮带轮的扭矩信息通过第一伺服驱动器和第一伺服电机控制被测皮带轮达到所需扭矩，所述的PLC控制器根据温度传感器采集的被测皮带轮的温度信息通过温度加热器和鼓风机控制被测皮带轮的工作温度，所述的PLC控制器根据拉力传感器采集的被测皮带轮所受的张力信息通过第二伺服驱动器和第二伺服电机控制被测皮带轮的张力。
[0006]按上述方案，所述的PLC控制器通过232接口与工控机连接。
[0007]按上述方案，所述的工控机与打印机连接。
[0008]按上述方案，所述的转速传感器型号:NT-RG22，所述的温度传感器型号:BD-WZP-PT1000，所述的动态扭矩传感器型号:HK-711，lOOONm，所述的拉力传感器型号:HK-812，7000N。
[0009]所述的PLC控制器接收转速传感器、温度传感器、动态扭矩传感器和拉力传感器传来的信息，并将信息进行比对，然后控制第一伺服驱动器、第一伺服电机、温度加热器、鼓风机、第二伺服电机和第二伺服驱动器工作，以达到控制被测皮带轮的转速、工作温度、扭矩和张力的目的；PLC控制器将数据传送给工控机。
[0010]所述的转速传感器采集被测皮带轮的转速信息，并将信息传递给PLC控制器。
[0011]所述的温度传感器采集被测皮带轮的工作温度，并将信息传递给PLC控制器。[0012]所述的动态扭矩传感器采集被测皮带轮的扭矩信息，并将信息传递给PLC控制器。
[0013]所述的拉力传感器采集被测皮带轮的张力信息，并将信息传递给PLC控制器。
[0014]所述的第一伺服驱动器接收PLC控制器传来的命令，控制第一伺服电机，以达到控制被测皮带轮转速和扭矩的目的。
[0015]所述的第二伺服驱动器接收PLC控制器传来的命令，控制第二伺服电机，以达到控制被测皮带轮张力的目的。
[0016]所述的温度加热器接收PLC控制器传来的命令，以控制被测皮带轮的工作温度。
[0017]所述的鼓风机接收PLC控制器传来的命令，以保持被测皮带轮的工作温度恒定。
[0018]通过高精度动态扭矩传感器实时检测当前的扭矩信号，再将扭矩信号经过信号调整电路调整，然后把调整好的信号通过A/D转换，并对数据进行处理，最后将数据传送给工控机，工控机一方面将处理好的结果显示、保存、打印；另一方面通过比较给定扭矩和当前扭矩实现对伺服电机的控制，使扭矩按照用户要求而变化。
[0019]通过转速传感器实时检测当前的转速信号，再将转速信号经过信号调整电路调整，然后把调整好的信号通过A/D转换，并对数据进行处理，最后将数据传送给工控机，工控机一方面将处理好的结果显示、保存、打印；另一方面通过比较给定转速和当前转速实现对伺服电机的控制，保证转速的精确性。
[0020]本发明的有益效果在于:1、只需要用一台设备就能对皮带轮、减振皮带轮进行耐久性试验，操作非常方便。2、降低了以往皮带轮、减振皮带轮耐久性试验的成本。3、测试结果准确。4、节约了皮带轮、减振皮带轮耐久性试验时间，提高了工作效率。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]图1是本发明的一个实施例的结构框图；
图2是皮带轮高温高速扭转耐久试验机传动部分的主视示意图；
图3是皮带轮高温高速扭转耐久试验机传动部分的俯视示意图；
图4是皮带轮高温高速扭转耐久试验机传动部分的侧视示意图；
图5是皮带轮高温高速扭转耐久试验机温控加热部分的主视结构示意图；
图6是皮带轮高温高速扭转耐久试验机温控加热部分的侧视结构示意图；
图7是皮带轮高温高速扭转耐久试验机的界面图；
图8是皮带轮高温高速扭转耐久试验机的多段转速的设计界面图。
[0022]图中:1、M24X1.5丝母，2、键，3、M30X1.5丝母，4、端盖，5、轴套，6、主轴深沟球轴承，7、动态扭矩传感器，8、主轴联轴器，9、第一隔圈，10、主轴前端盖，11、主动轴，12、主轴架，13、辅轴架，14、直线滑轨，15、螺母，16、调节丝杆，17、拉力传感器，18、拉力传感器支架，19、第一伺服电机,20、电机座,21、辅轴联轴器,22、滚珠螺杆,23、丝母,24、第二隔圈,25、第三隔圈，26、键，27、螺杆轴承套，28、螺杆轴承盖，29、辅动轴，30、温箱丝杆座，31、夹具轴，
32、夹具丝母，33、前端衬套，34、第一夹具轴深沟球轴，35、夹具轴轴套，36、限位衬套，37、后端衬套，38、第二夹具轴深沟球轴，39、主轴后端盖，40、皮带轮主轴，41、第四隔圈，42、第五隔圈，43、小皮带轮，51、进风管，52、进风口，53、第二伺服电机，54、隔热层，55、温箱，56、出风口，57、电热丝，58、电热丝支板，59、加热箱，60、出风管，61、保温门，62、鼓风机，63、动态 扭矩传感器。
【具体实施方式】
[0023]下面结合附图进一步说明本发明的实施例。
[0024]参见图1，一种皮带轮高温高速扭转耐久试验机，它包括PLC控制器，所述的PLC控制器根据转速传感器采集到的被测皮带轮的转速信息通过第一伺服驱动器和第一伺服电机控制被测皮带轮的转速，所述的PLC控制器根据动态扭矩传感器采集到的被测皮带轮的扭矩信息通过第一伺服驱动器和第一伺服电机控制被测皮带轮达到所需扭矩，所述的PLC控制器根据温度传感器采集的被测皮带轮的温度信息通过温度加热器和鼓风机控制被测皮带轮的工作温度，所述的PLC控制器根据拉力传感器采集的被测皮带轮所受的张力信息通过第二伺服驱动器和第二伺服电机控制被测皮带轮的张力；所述的PLC控制器通过232接口与工控机连接；所述的工控机与打印机连接。
[0025]本实施例中，所述的转速传感器型号:NT-RG22，所述的温度传感器型号:BD-WZP-PT1000，所述的动态扭矩传感器型号:HK-711，lOOONm，所述的拉力传感器型号:HK-812，7000N。
[0026]工控机和PLC控制器通过232双向通讯，用户通过工控机界面向PLC下达控制指令，并显示PLC控制器的检测结果，在工控机上采用实时波形显示，并存储结果以备查阅和打印。
[0027]本实施例中，皮带轮高温高速扭转耐久试验机的温控加热部分包括鼓风机62，所述的鼓风机62与加热箱59相连通，加热箱59与出风管60的入风口连接，出风管60的出风口 56与温箱55相连通，温箱55与进风管51的进风口 52相连通，进风管51的出风口与鼓风机62相连通。所述的加热箱59外设有加热丝57和加热丝支架58，所述的温箱55的四周设有隔热层54，所述的温箱55上还设有保温门61。
[0028]本实施例中，皮带轮高温高速扭转耐久试验机的传动部分包括夹具轴31、设置在主轴架12上的主动轴11和设置在辅轴架13上的辅动轴29，主动轴11通过主轴联轴器8与动态扭矩传感器7的一端连接，动态扭矩传感器7的另一端与主轴深沟球轴承6连接；主轴深沟球轴承6设有M24X1.5丝母1、键2、M30X1.5丝母3和端盖4 ;所述的主动轴11上设有第一隔圈9和主轴前端盖10。辅轴架13下设有直线导轨14，辅轴架13通过螺母15与调节丝杆16连接,调节丝杆16与拉力传感器17的一端连接,拉力传感器17的另一端与拉力传感器支架18连接；拉力传感器支架18的下方设有第一伺服电机19,第一伺服电机19通过辅轴联轴器21与滚珠螺杆22连接，所述的滚珠螺杆22上设置有丝母23、第二隔圈24、第三隔圈25、键26、螺杆轴承套27和螺杆轴承盖28，所述的第一伺服电机19设有电机座20，所述的滚珠螺杆22上设有温箱丝杆座30。夹具轴31上设有夹具丝母32、前端衬套
33、第一夹具轴深沟球轴34、夹具轴轴套35、限位衬套36、后端衬套37、第二夹具轴深沟球轴38、主轴后端盖39 ;夹具轴31通过夹具轴联轴器与动态扭矩传感器63的一端连接，动态扭矩传感器63的另一端通过皮带轮主轴40与小皮带轮43连接；所述的皮带轮主轴40上设有第四隔圈41和第五隔圈42。
[0029]第一伺服电机19控制辅动轴29的转动，第二伺服电机53控制主动轴11和夹具轴31的转动。[0030]被测试的皮带轮安装在皮带轮主轴的法兰上，并和动态扭矩传感器相连接，小皮带轮通过伺服电机给拉力传感器施压达到所需的张力。主动轴带动被测带轮旋转，对皮带轮的张力、扭矩、转速进行跟踪测量检测。温控加热部分是对减震皮带轮上的橡胶进行老化破坏试验。
[0031]机体上部设有一个钢质的安全防护门，工作时必须锁紧。
[0032]主动轴通过高速平皮带与第二伺服电机相连，构成传动链。第二伺服电机转速3000RPM时，主动轴转速为8000RPM。
[0033]主轴轴承采用高精度、高转速的角接触轴承对,轴承轴向间隙通过内隔圈外隔圈厚度差调整，间隙量为0-0.05mm,并用钙基二硫化钥润滑脂润滑，可确保运转的平稳和温度的稳定。
[0034]安装在机身上的滑台是由滑台底座、直线导轨、滚动丝杆及滑板构成的直线运动机构。根据皮带轮的大小，滑台可以调节皮带轮的中心距。
[0035]程序运行后出现界面如图7所示，标题栏显示“皮带轮耐久试验系统”，主显示界面分为3个部分，第一部分为运行参数设置方框部分，这部分通过用户自己设定，需要用户手动输入要求的数据，系统按照要求进行处理。第二部分为运行测试结果方框部分，这部分动态显示实际的数据信息，不以用户意志为转移，用户不能填入数据。第三部分为图形显示部分，分别用红色、绿色、橙色和黑色显示实际转速、实际拉力、实际转矩、以及实际温度的波形图。最后测试结果在文件record里面保存，用户可以直接打开该文件夹内的相应文件并进行查询，修改和打印。
[0036]1、运行参数设置
此处为用户人工设定，系统每次启动时，自动以上次保存的参数设置显示，如果用户不进行修改，则直接按下运行按钮即可。否则修改后按下运行按钮。下面将各参数含义与设定方法进行介绍。
[0037]I)转速段数设定:这是一个只读数据，通过用户对转速的设置得到；
2)温度设定:用于设定温度，单位为摄氏度，用户输入数据需在实际可达条件内；
3)拉力设定:设定拉力，单位为牛顿，用户数据不得小于O;
4)运行时间:这是一个只读数据，通过用户对转速的设置得到；它表示系统连续运行的时间，单位为分钟，到达时间后自动停止。
[0038]温度和拉力为用户必须设定，且完全由用户意志控制，请用户妥善输入数据，系统将严格按照用户输入进行处理。
[0039]以下几项内容由用户选择性设定:
I)采样时间:是系统读取实际运行值的间隔时间，因为系统设计为连续运行450小时，对应为162万秒，如果选取采样时间很小，数据存储量将会非常大，而选取采样时间过长，则会导致很长时间没有数据，不利于用户时刻关注运行情况。本系统将采样时间设定为5秒到I分钟，用户可以自行选择。
[0040]2)像素差值:像素差值用于设定实时曲线每一屏幕显示的总时间值，用户可根据需要自行调整。
[0041]3)通讯延迟:用于设定电脑和其他通讯设备的联络时间，最小50毫秒即有反应，若设定最大值4秒，仍无反应，则说明没有连接好。[0042]4)型号、名称、操作者为用户输入，此处不做限制。
[0043]2、多段转速设置
在主界面鼠标左键点下“转速设置”菜单项，则出现如图8所示多段转速设置界面，用户可以根据需要自由设定，只需要修改“运行转速”和“运行时间”两栏的数据值，然后点击“确定设置”按钮即可，多段转速设置为用户提供最多99段速度。用户也可选择默认设置，即点击“恢复默认”按钮，则获取系统出厂时的默认9段转速。
[0044]本发明模拟减震皮带轮在工作状态中的温度、转速、时间，从而得出准确的皮带轮高温高速扭转耐久试验数据。
[0045]本发明只需设定皮带轮的试验工作程序，就可自动进行在高温、高速和低速变化、扭矩试验，试验周期短(二个星期左右)，成本低，试验数据显示直观、一目了然。
【权利要求】
1.一种皮带轮高温高速扭转耐久试验机，其特征在于:它包括PLC控制器，所述的PLC控制器根据转速传感器采集到的被测皮带轮的转速信息通过第一伺服驱动器和第一伺服电机控制被测皮带轮的转速，所述的PLC控制器根据动态扭矩传感器采集到的被测皮带轮的扭矩信息通过第一伺服驱动器和第一伺服电机控制被测皮带轮达到所需扭矩，所述的PLC控制器根据温度传感器采集的被测皮带轮的温度信息通过温度加热器和鼓风机控制被测皮带轮的工作温度，所述的PLC控制器根据拉力传感器采集的被测皮带轮所受的张力信息通过第二伺服驱动器和第二伺服电机控制被测皮带轮的张力。
2.如权利要求1所述的皮带轮高温高速扭转耐久试验机，其特征在于:所述的PLC控制器通过232接口与工控机连接。
3.如权利要求2所述的皮带轮高温高速扭转耐久试验机，其特征在于:所述的工控机与打印机连接。
4.如权利要求1所述的皮带轮高温高速扭转耐久试验机，其特征在于:所述的转速传感器型号:NT-RG22，所述的温度传感器型号:BD-WZP-PT1000，所述的动态扭矩传感器型号:HK-711，1000Nm，所述的拉力传感器型号:HK_812，7000N。
【文档编号】G01M13/02GK103698125SQ201310702800
【公开日】2014年4月2日 申请日期:2013年12月19日 优先权日:2013年12月19日
【发明者】余林东, 袁学勤 申请人:孝感市宝龙电子有限公司