CN102198594A - 一种节流器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种节流器，该节流器包括计算机测控系统，进一步包括动力源、节流体、调节装置。其中动力源，采用空气压缩机；节流体为封闭式节流体；调节装置，由一对气动位置控制系统组成；计算机测控系统，包括计算机、两个位置传感器和两个压力传感器。本发明结构简单，操作方便，对节流器的两个节流口大小可任意控制，进而实现油膜厚度的恒定，增加了油膜承载能力。并且可以对两个节流口的阻尼分别控制，实现了节流器的两个节流口大小非线性变化。
Description
技术领域
本发明涉及一种机床静压导轨油膜厚度调节装置，特别是涉及一种节流器。
背景技术
在工业生产过程中，机床导轨要求摩擦和磨损小，运动均匀，低速不爬行，承载能力大和运动精度高，尤其是高精密机床，对加工精度极高，此时一般的滑动导轨和滚动导轨已达不到要求，需要采用液体静压导轨来实现上述精加工要求。液体静压导轨是在两个相对运动的导轨面间通入压力油，使运动件浮起，工作过程中油膜压力随外载荷变化而变化，在不同速度（包括静止）下都能保证导轨面间在液压摩擦状态下工作。而油膜的压力与厚度由节流器来控制。
以前的节流器主要有膜片式、扭板式等，它们的主要缺点是膜片、挡板的加工精度高、膜片使用易疲劳破坏、节流器的两个节流口大小只能线性变化、不能对两个节流口的阻尼分别控制、油膜承载能力有限、油膜压力不可控等。
发明内容
本发明提供了一种节流器，该节流器结构简单，操作方便，能够分别控制节流器的两个节流口大小，克服了节流器的两个节流口大小只能线性变化的问题，增加了油膜承载能力，保证了油膜厚度的恒定。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种节流器，包括计算机测控系统，该节流器进一步包括：动力源、节流体、调节装置、计算机测控系统；
所述动力源，采用空气压缩机；
所述节流体，为封闭式节流体，该节流体有一个进油口，两个出油口；
所述调节装置，由一对气动位置控制系统组成，每个气动位置控制系统都由气动比例阀、气缸、挡板组成；
所述计算机测控系统，包括计算机、两个位置传感器和两个压力传感器；位置传感器用于测量挡板的位置，压力传感器用于测量气缸的压力。
所述气源分别与所述调节装置的两个气动比例阀连接，所述压力传感器位于所述调节装置中气动比例阀与气缸之间，所述位置传感器位于气缸上，所述调节装置中的两个挡板分别与所述封闭式节流体内壁中的两个进油口对应。
所述两个压力传感器和两个位置传感器分别与计算机连接。
所述挡板与节流体内壁的间隙形成节流口。
上述节流器控制导轨油膜厚度的方法，该方法包括以下几个步骤：
（1）液压泵开始供油，液压油由节流体的进油口进入节流体内腔，
液压油流经节流体的节流口进入节流体的两个出油口，流出节流体，此时所述两个挡板位置有一实际值；
(2)所述两个位置传感器和两个压力传感器分别将两个挡板位置的数据信号和两个气缸的压力信号传送给信号调理装置；
（3）信号调理装置把传感器传送的信号进行硬件滤波，以抑制和防止干扰信号，之后把处理过得信号传送给数据采集系统；
（4）数据采集系统将采集到的压力信号转换为数字信号，再将所采集到的数据信号传送给计算机；
（5）计算机接收到数据采集系统传送的数据信号后，显示气缸压力值，将两挡板位置的实际值与挡板位置的设定值进行比较，然后根据比较结果向数据采集系统发出控制命令；
（6）数据采集系统接收控制命令，根据控制命令控制气动比例阀的开口量大小，通过气动比例阀的开口量大小控制挡板的位置；如果两挡板位置的实际值与挡板位置的设定值相等，计算机停止对气动比例阀的控制，挡板位置确定，进而节流口大小恒定，实现导轨油膜厚度的恒定；如果两挡板位置的实际值与挡板位置的设定值有偏差，则返回步骤（2）。
由上述可见，本发明结构简单，操作方便，对节流器的两个节流口大小可任意控制，控制精度高，进而实现油膜厚度的恒定，增加了油膜承载能力。并且可以对两个节流口的阻尼分别控制，实现了节流器的两个节流口大小非线性变化；由于利用了气动系统，所以使用安全可靠。
附图说明
图1是本发明实施例节流器的结构示意图；
图2是本发明实施例节流器的控制硬件框图；
图3是本发明实施例节流器的软件控制流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。
图1是本发明实施例节流器的结构示意图。如图1所示，1气源、2气动比例阀、3压力传感器、4气缸、5位置传感器、6节流体、7挡板、8节流体的出油口、9节流体进油口、10溢流阀、11液压泵、12节流体出油口、13挡板、14位置传感器、15气缸、16压力传感器、17气动比例阀、18计算机。
如图1所示，气源1分别与两个气动比例阀2、17连接；压力传感器3位于气动比例阀2与气缸4之间，压力传感器16位于气动比例阀17与气缸15之间，压力传感器3、16分别用于测量两个气缸4、15的压力；位置传感器5、14分别位于气缸4、15上，分别用于测量挡板7、13的位置；挡板7与进油口8对应，挡板13与进油口12对应，节流体内壁与挡板之间的间隙形成节流口。
液压油由液压泵11打出，泵有压力由溢流阀10调节，液压油经过节流体的进油口9，然后流经节流口进入节流体的两个出油口8、12，然后流出节流体。两个位置传感器5、14分别将两挡板7、13的实际位置传送给计算机18，计算机18将此值与两挡板的设定值进行比较，从而分别控制气动比例阀2、17的开口量大小，使两挡位置板7、13达到指定值，进而确定节流口大小，实现了阻尼控制。
图2是本发明节流器控制硬件框图。
如图2所示，计算机通过数据采集系统分别与信号调理装置、比例阀连接，信号调理装置与压力传感器、位置传感器连接，压力传感器、位置传感器、比例阀均与节流器连接。
如图2所示，计算机控制系统硬件主要有计算机、信号调理装置、数据采集系统、计算机附件和各个电气接口等组成，以实现各个流体参量和机械参量的数据信号的采集和气动比例控制，最终控制节流器使得油膜厚度达到所需要求。计算机作为系统核心部件主要用于控制程序的运行；信号调理装置是把传感器的信号进行硬件滤波，以抑制和防止干扰信号；数据采集系统主要有模拟/数字转换器和数字/模拟转化器组成，模拟/数字转换器用于把传感器信号输入到计算机中进行处理，数字/模拟转化器用于输出计算机计算结果到比例阀中用来控制节流器。
上述节流器控制导轨油膜厚度的方法包括以下几个步骤：
（1）液压泵11开始供油，溢流阀10用来调节供油压力，液压油由节流体的进油口9进入节流体内腔，液压油流经节流体内壁与挡板之间的间隙所形成的节流口，进入节流体的两个出油口8和12，然后流出节流体，此时所述两个挡板7、13位置有一实际值；
(2)所述两个位置传感器5、14和两个压力传感器3、16分别将两个挡板7、13位置的数据信号和两个气缸4、15的压力信号传送给信号调理装置；
（3）信号调理装置把传感器传送的信号进行硬件滤波，以抑制和防止干扰信号，之后把处理过得信号传送给数据采集系统；
（4）数据采集系统将采集到的压力信号转换为数字信号，再将所采集到的数据信号传送给计算机18；
（5）计算机18接收到数据采集系统传送的数据后，显示气缸压力值，将两挡板7、13位置的实际值与挡板位置的设定值进行比较，然后根据比较结果向数据采集系统发出控制指令；
（6）数据采集系统接收控制指令，根据控制指令分别控制气动比例阀2、17的开口量大小，通过气动比例阀的开口量大小控制挡板的位置；如果挡板位置的实际值与挡板位置的设定值相等，计算机停止对气动比例阀的控制，挡板位置确定，进而节流口大小恒定，实现导轨油膜厚度的恒定；如果两挡板位置的实际值与挡板位置的设定值有偏差，则返回步骤（2）。
图3是本发明实施例节流器的软件控制流程图。
如图3所示，启动计算机，硬件自检，然后进行位移控制运算，再进行气体压力检测，若压力稳定，则进行位移检测，进而进行油膜厚度检测，最后再返回位移控制，如此循环往复。若气体压力不稳定，则报警。
本发明结构简单，操作方便，采用闭环主动控制方法，实现可变阻尼来保证油膜厚度的恒定，从而提高了机床加工精度；增加了油膜承载能力，并且可以对两个节流口的阻尼分别控制，实现了节流器的两个节流口大小非线性变化；采用了计算机控制技术，安装调试维护方便；由于利用了气动系统，所以使用安全可靠。
Claims (3)
1.一种节流器，包括计算机测控系统，其特征在于，该节流器进一步包括：动力源、节流体、调节装置；
所述动力源，采用空气压缩机；
所述节流体，为封闭式节流体，该节流体设有一个进油口，两个出油口；
所述调节装置，由一对气动位置控制系统组成，每个气动位置控制系统都由气动比例阀、气缸、挡板组成；
所述计算机测控系统，包括计算机、两个位置传感器和两个压力传感器；
所述气源分别与所述调节装置的两个气动比例阀连接，所述压力传感器位于所述调节装置中气动比例阀与气缸之间，所述位置传感器位于气缸上，所述调节装置中的两个挡板分别与所述封闭式节流体内壁中的两个进油口对应；
所述两个压力传感器和两个位置传感器分别与计算机连接。
2.根据权利要求1所述的节流器，其特征在于，所述挡板与节流体内壁的间隙形成节流口。
3.权利要求1所述的节流器控制导轨油膜厚度的方法，其特征在于，该方法包括以下几个步骤：
（1）液压泵开始供油，液压油由节流体的进油口进入节流体内腔，液压油流经节流体的节流口进入节流体的两个出油口，流出节流体，此时所述两个挡板位置有一实际值；
(2)所述两个位置传感器和两个压力传感器分别将两个挡板位置的数据信号和两个气缸的压力信号传送给信号调理装置；
（3）信号调理装置把传感器传送的信号进行硬件滤波，以抑制和防止干扰信号，之后把处理过得信号传送给数据采集系统；
（4）数据采集系统将采集到的压力信号转换为数字信号，再将所采集到的数据信号传送给计算机；
（5）计算机接收到数据采集系统传送的数据后，显示气缸压力值，将两挡板位置的实际值与挡板位置的设定值进行比较，然后根据比较结果向数据采集系统发出控制命令；
（6）数据采集系统接收计算机发出的控制命令，根据控制命令控制气动比例阀的开口量大小，通过气动比例阀的开口量大小控制挡板的位置；如果两挡板位置的实际值与挡板位置的设定值相等，计算机停止对气动比例阀的控制，挡板位置确定，进而节流口大小恒定，实现导轨油膜厚度的恒定；如果两挡板位置的实际值与挡板位置的设定值有偏差，则返回步骤（2）。
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