[發明專利]一種摩擦磨損試驗機的柔性加載系統

無效

• 申請號: 201110091023.4
• 申請日: 2011-04-12
• 公開（公告）號: CN102230863A
• 公開（公告）日: 2011-11-02
• 發明（設計）人: 孫樂民;逯志堅;張永振;上官寶
• 申請（專利權）人: 河南科技大學
• 主分類號: G01N3/02
• 分類號: G01N3/02;G01N3/56
• 代理公司: 洛陽公信知識產權事務所(普通合伙) 41120
• 代理人: 張彬

技術領域

本發明涉及摩擦磨損試驗機的電液伺服自動化控制系統，具體地說是用于摩擦磨損試驗機的加載系統。

背景技術

已有的摩擦磨損試驗機加載系統多采用砝碼、杠桿及彈簧緩沖裝置組合使用，加載力值大小用砝碼和杠桿調節，當摩擦面不平時，力值的抖動用彈簧吸收。該方法的優點是砝碼質量恒定，不隨時間、溫度、濕度等環境變化而變。他的缺點是當變載荷時，增加或減少砝碼時，力值會有一個沖擊，而且這種裝置無法實現載荷無級變化，試驗過程中，無法實現載荷波普。

發明內容

本發明的目的旨在解決現有技術問題的不足，提供一種摩擦磨損試驗機電液伺服自動化控制方案，改進現有的加載方式，解決現有系統不能無級加載、載荷波普的問題。

本發明為解決上述技術問題所采用的技術方案是：一種摩擦磨損試驗機的柔性加載系統，包括機架、加載油缸、伺服閥、位移傳感器、負荷傳感器、扭距傳感器、摩擦盤、摩擦銷、導向裝置、液壓系統和伺服控制器；加載油缸水平設置在機架上，加載油缸的活塞桿為中空結構，活塞桿貫穿加載油缸的缸體，活塞桿的一端設有位移傳感器，另一端與負荷傳感器連接，位移傳感器為差動變壓器式位移傳感器，位移傳感器的外殼固定在機架上，位移傳感器的測量鐵芯穿過活塞桿與負荷傳感器連接；摩擦銷設置在負荷傳感器上，摩擦盤與摩擦銷相對設置，摩擦盤通過驅動軸和扭距傳感器與變頻電機連接；加載油缸通過伺服閥與液壓系統連通，位移傳感器和負荷傳感器的信號輸出端與伺服控制器的檢測信號輸入端連接，伺服控制器的控制信號端與伺服閥連接；導向裝置由導向桿和滑塊組成，導向桿與加載油缸平行設置，滑塊設置在導向桿上，負荷傳感器與滑塊固定連接。

所述的伺服控制器由PID調節器、伺服閥驅動器、模數轉換模塊、計數器、位移信號放大器、負荷信號放大器、信號切換模塊和計算機組成，負荷信號放大器和位移信號放大器分別通過信號切換模塊與模數轉換模塊連接，模數轉換模塊與PID調節器連接，PID調節器的控制信號端通過伺服閥驅動器與伺服閥連接，PID調節器通過RS232接口與計算機連接，扭距傳感器分別與PID調節器和計數器連接，計數器與計算機連接。

通過本發明的技術方案可以實現：

1、試驗過程中，加載值連續可變，實現載荷無級加載；

2、解決加載時的沖擊；

3、加載載荷可以是各種波形，如正弦波、三角波、脈沖、斜波、組合波等。

本發明的有益效果：

1、降低了操作者勞動強度，以前用人去搬砝碼，現在采用自動控制。

2、試驗過程中，加載值連續可變，實現載荷無級加載，解決原有系統加載時的沖擊問題；加載穩定性比以前顯著提高，伺服閥響應快，可以保證載荷控制的穩定。?

3、擴展了試驗范圍，載荷連續可調，并能實現載荷波普，這是以前系統無法實現的，使得摩擦學領域研究更接近實際。

附圖說明

圖1是本發明的結構示意圖；

圖2是圖1的俯視圖；

圖3是伺服控制器的結構原理圖；

圖中標記：1、機架、2、加載油缸，3、伺服閥，4、位移傳感器，5、負荷傳感器，6、扭距傳感器，7、摩擦盤，8、摩擦銷，9、導向裝置，10、活塞桿，11、測量鐵芯，12、驅動軸，13、變頻電機，14、導向桿，15、滑塊，16、PID調節器，17、伺服閥驅動器，18、模數轉換模塊，19、位移信號放大器，20、負荷信號放大器，21、信號切換模塊，22、計算機，23、RS232接口，24、計數器，25、軸承座，26、顯示器，27、鍵盤。

具體實施方式

?如圖所示，一種摩擦磨損試驗機的柔性加載系統，包括機架1、加載油缸2、伺服閥3、位移傳感器4、負荷傳感器5、扭距傳感器6、摩擦盤7、摩擦銷8、導向裝置9、液壓系統和伺服控制器；加載油缸2水平設置在機架1上，加載油缸2的活塞桿10為中空結構，活塞桿10貫穿加載油缸2的缸體，活塞桿10的一端設有位移傳感器4，另一端與負荷傳感器5連接，位移傳感器4為差動變壓器式位移傳感器，位移傳感器4的外殼固定在機架1上，位移傳感器4的測量鐵芯11穿過活塞桿10與負荷傳感器5連接；摩擦銷8設置在負荷傳感器5上，摩擦盤7與摩擦銷8相對設置，摩擦盤7通過驅動軸12和扭距傳感器6與變頻電機13連接；加載油缸2通過伺服閥3與液壓系統連通，位移傳感器4和負荷傳感器5的信號輸出端與伺服控制器的檢測信號輸入端連接，伺服控制器的控制信號端與伺服閥3連接；導向裝置9由導向桿14和滑塊15組成，導向桿14與加載油缸2平行設置，滑塊15設置在導向桿14上，負荷傳感器5與滑塊15固定連接。