[發明專利]一種液壓對擊錘的錘頭速度的檢測系統及其檢測方法

無效

• 申請號: 201210446258.5
• 申請日: 2012-11-09
• 公開（公告）號: CN102944692A
• 公開（公告）日: 2013-02-27
• 發明（設計）人: 薛斌斌;梅從立;李天博;廖志凌;陳子國
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: G01P3/66
• 分類號: G01P3/66
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 盧亞麗

技術領域

本專利涉及金屬成型設備中的液壓對擊錘領域，特別涉及一種液壓對擊錘的錘頭速度的檢測系統及其檢測方法。

背景技術

現代工業的高速發展，尤其在汽車、工程、礦山等行業中，需要越來越多的高精度、高質量的模鍛件。模鍛件的生產率高、材料利用率高、尺寸穩定，尤其是精密鍛件，由于鍛造后的精度高，可以減少甚至省去切削工作量，有利于提高材料的力學性能，降低鍛件成本。模鍛件所占鍛件的比例，代表了一個國家的鍛造業的水平。

液壓對擊錘錘頭打擊速度是對擊錘設備工作性能的重要參數，如果能夠實時監控打擊速度，可以為優化打擊能量建立基礎，從而達到節能降耗、延長磨具壽命的功效。目前，國內鍛壓設備打擊速度的獲取主要通過打銅柱法和理論推導法兩種方式。這兩種方法受限于實際應用情況，難以實時獲得錘頭的打擊速度。

發明內容

本發明的目的是提供一種液壓對擊錘的錘頭速度的檢測系統及其檢測方法，即通過PLC來采集對擊錘錘頭上的磁鋼陣列經過霍爾傳感器時產生的脈沖時間，繼而計算出錘頭打擊速度。

本發明是通過以下技術方案實現的：

一種液壓對擊錘的錘頭速度的檢測系統，包括固定在上錘頭上的上鋼磁基和固定于上鋼磁基上的上磁鋼陣列、固定安裝在鍛錘機架上且位于上錘頭打擊經過位置對應處的上霍爾傳感器、固定安裝在下錘頭上的下鋼磁基和固定于下鋼磁基上的下磁鋼陣列、固定在鍛錘機架上且位于下錘頭打擊經過位置對應處的的下霍爾傳感器、與上霍爾傳感器和下霍爾傳感器相連接的PLC裝置。每個磁鋼陣列的磁鋼數量為6個,?每個磁鋼大小及磁性相同，每個磁鋼固定在孔間距為3cm的鋼磁基上。在上錘頭和下錘頭的側面位置挖設兩個與上鋼磁基和下鋼磁基相匹配的凹槽，用環氧樹脂膠將上鋼磁基和下鋼磁基固定在凹槽里。磁鋼陣列與霍爾傳感器之間的距離以磁鋼陣列經過霍爾傳感器時能產生穩定的脈沖為準。

一種液壓對擊錘的錘頭速度的檢測系統的檢測方法，通過安裝在機架上的霍爾傳感器和上下錘頭上的磁鋼陣列，采用PLC檢測并計算出對擊錘進行打擊時候錘頭打擊速度，具體包括以下步驟：（a）對擊錘通電開始打擊后，上錘頭和下錘頭分別運動，當每個磁鋼經過霍爾傳感器時，霍爾傳感器產生一個相應的脈沖，此時PLC裝置開始計時；（b）PLC裝置測出相鄰兩個磁鋼經過霍爾傳感器的時間t，即可根據公式算出錘頭經過傳感器時的瞬時速度v。

本發明的優點是：通過實時監控打擊速度，為優化打擊能量建立了基礎，從而達到節能降耗、延長磨具壽命的功效。

附圖說明

圖1是本發明液壓對擊錘的錘頭速度的檢測系統的結構示意圖；

圖2是本發明液壓對擊錘的錘頭速度的檢測系統中磁鋼陣列的排列示意圖。

圖中：1、上錘頭；2、下錘頭；3、上磁鋼陣列；4、下磁鋼陣列；5、上鋼磁基；6、下鋼磁基；7、上霍爾傳感器；8、下霍爾傳感器；9、PLC裝置；10、磁鋼。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明進行進一步詳細說明。

本發明液壓對擊錘的錘頭速度的檢測系統的結構示意圖如圖1所示，包括固定在上錘頭1上的上鋼磁基5和固定于上鋼磁基5上的上磁鋼陣列3、固定安裝在鍛錘機架上且位于上錘頭打擊經過位置對應處的上霍爾傳感器7、固定安裝在下錘頭2上的下鋼磁基6和固定于下鋼磁基6上的下磁鋼陣列4、固定在鍛錘機架上且位于下錘頭打擊經過位置對應處的的下霍爾傳感器8、與上霍爾傳感器7和下霍爾傳感器8相連接的PLC裝置9。每個磁鋼陣列的磁鋼數量為6個,?每個磁鋼大小及磁性相同，每個磁鋼固定在孔間距為3cm的鋼磁基上。在上錘頭1和下錘頭2的側面位置挖設兩個與上鋼磁基5和下鋼磁基6相匹配的凹槽，用環氧樹脂膠將上鋼磁基5和下鋼磁基6固定在凹槽里。磁鋼陣列與霍爾傳感器之間的距離以磁鋼陣列經過霍爾傳感器時能產生穩定的脈沖為準。

上述檢測系統的檢測方法為：通過安裝在機架上的霍爾傳感器和上下錘頭上的磁鋼陣列，采用PLC檢測并計算出對擊錘進行打擊時候錘頭打擊速度，具體包括以下步驟：（a）對擊錘通電開始打擊后，上錘頭1和下錘頭2分別運動，當每個磁鋼10經過霍爾傳感器時，霍爾傳感器產生一個相應的脈沖，此時PLC裝置9開始計時;（b）PLC裝置9測出相鄰兩個磁鋼10經過霍爾傳感器的時間t，即可根據公式算出錘頭經過傳感器時的瞬時速度v，v=s/t。

在這里，假設錘頭打擊時的速度約為6m/s，則相鄰兩個磁鋼通過霍爾傳感器的時間間隔t=L/V=0.005s，設打擊時的最大加速度a=10m/s²，ΔV=0.005*10=0.05m/s,所以速度誤差約為ΔV/V=0.8%，滿足精度要求。