CN103487344B - 消防水带试验机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种消防水带试验机，包括机体、电气控制系统，机体上设有两个水带旋转密封装置、水带耐磨试验装置，其中一个水带旋转密封装置通过固定支架与床头一侧连接，另一个水带旋转密封装置通过活动支架与床尾连接，水带旋转密封装置通过导向轴与活动支架连接，两个水带旋转密封装置分别设有一个同步电机，两个同步电机与同一台驱动器连接，所述水带耐磨试验装置设于两个水带旋转密封装置之间，电气控制系统分别与水带旋转密封装置、水带耐磨试验装置电连接。本发明能够进行水带的水压试验、爆破试验以及耐磨性能试验等综合性能试验，试验可靠性高，工作效率高，降低了操作者的工作强度，提高了试验的精度。

Description

消防水带试验机

技术领域

本发明涉及消防设备技术领域，特别涉及一种消防水带试验机。

背景技术

现有技术的消防水带试验机，能够进行水带的水压及爆破试验，但是不能够进行水带的耐磨试验，需要的试验工装结构是独立的，进行不同试验时需要进行频繁更换相关的工装、操作者工装劳动强度大，而且工作效率低，同时现有技术的水压及爆破试验装置结构可靠性差，由于试验压力的要求，水带两端需要固定牢靠，水带需要承受较大的力和变形，因此容易造成水带的损坏，影响了水带试验的可靠性及准确性，增加了试验成本，并且存在试验的安全隐患。

发明内容

本发明的目的就是为解决现有技术存在的上述问题，提供一种消防水带试验机；能够在该设备上进行水带的水压试验、爆破试验以及耐磨性能试验等综合性能试验，试验可靠性高，工作效率高，降低了操作者的工作强度，提高了试验的精度。

本发明解决技术问题的技术方案为：

一种消防水带试验机，包括机体、电气控制系统，机体上设有两个水带旋转密封装置、水带耐磨试验装置，其中一个水带旋转密封装置通过固定支架与床头一侧连接，另一个水带旋转密封装置通过活动支架与床尾连接，水带旋转密封装置通过导向轴与活动支架连接，两个水带旋转密封装置分别设有一个同步电机，两个同步电机与同一台驱动器连接，所述水带耐磨试验装置设于两个水带旋转密封装置之间，电气控制系统分别与水带旋转密封装置、水带耐磨试验装置电连接。

所述电气控制系统包括PLC控制器，所述控制器与计算机、水带耐磨试验装置的各个气缸的电磁阀开关、水带旋转密封装置的空心油缸的电磁阀开关、以及带动水带旋转的同步电机驱动器、向水带内注水的水泵调频电机驱动器电连接。

所述气缸的电磁阀开关包括水带步进气缸电磁阀开关、X向移动气缸电磁阀开关、Y向移动气缸电磁阀开关、张紧气缸电磁阀开关。

所述水带耐磨试验装置，包括与机体连接的连接台，连接台上设有Y向导向轴，Y向导向轴上设有与之配合并沿着轴向滑动的导向滑块A、导向滑块B，所述导向滑块A、导向滑块B通过Y向移动气缸连接，本发明中导向滑块A与Y向移动气缸的连杆连接、导向滑块B与气缸座连接，导向滑块A上设有支撑架A，支撑架A上设有两个水带支撑轮，导向滑块B上设有第一支撑板，第一支撑板上设有第二支撑板，第二支撑板上设有磨头支撑架，第一支撑板上设有X向导向轴，第二支撑板设有导套，第一支撑板与第二支撑板通过X向导向轴与导套配合连接，第二支撑板沿着X向导向轴移动，第一支撑板上设有X向移动气缸，其中第二支撑板与X向移动气缸的拉杆连接，磨头支撑架上设有磨头、定位轮、主动轮，定位轮对砂带起导向。主动轮通过单向轴承与旋转气缸连接，旋转气缸上设有活塞行程调节杆，通过调整调节杆的高度、实现主动轮旋转角度大小控制，从而实现砂带的步进。所述磨头的磨头中心线、及水带中心线与支撑架中心线位于同一个水平面内，两个水带支撑轮的中心线沿着支撑架中心线上下对称、并沿各自的中心轴旋转。

磨头支撑架上还设有张紧轮、张紧气缸、导向导轨，张紧气缸的拉杆与导轨滑块连接，张紧轮与导轨滑块连接，导向导轨与导轨滑块配合。

上述定位轮、主动轮、张紧轮的外圆中部设有环形凹槽，其中的凹槽宽度与砂带配合。

所述磨头平台上设有光栅尺，其中光栅尺尺身与磨头支撑架固定连接，光栅尺游标与导向滑块B连接，以测量磨头平台X向移动速度与移动距离。

所述水带旋转密封装置，包括底板、拉轴、空心油缸，底板下部设有同步电机，同步电机上设有第一同步轮，同步电机与编码器连接，方形底板上设有带座轴承，带座轴承上设有空心轴，拉轴穿过空心轴的轴向孔，空心轴一端通过油缸法兰与空心油缸连接，空心轴中部外圆上设有第二同步轮，第一同步轮与第二同步轮通过同步带连接，第二同步轮带动空心轴旋转，空心轴另一端设有卡套，卡套外侧设有橡胶柱，橡胶柱的内孔与拉轴外圆配合，橡胶柱与外套配合，所述橡胶柱的外圆与外套内孔为间隙配合，所述间隙配合处为水带端部的连接位置，通过轴向压紧装置将水带端部固定在橡胶柱与外套之间的间隙，所述卡套与外套通过卡槽连接、实现外套定位，拉轴穿过空心轴与空心油缸的连杆连接，拉轴沿轴向设有贯通孔，拉轴贯通孔一端与水带连通，拉轴贯通孔另一端与空心油缸的中心孔连接，空心油缸的中心孔与进水口连接，所述外套内孔设有凹槽，橡胶外圆在受拉轴的轴向压缩后、径向向外扩张与凹槽配合，能够更可靠地将水带压紧，避免高压水的泄漏。

所述轴向压紧装置包括挡板，所述挡板设于内橡胶柱的外侧，其中挡板的内孔与拉轴外圆配合，挡板外侧的拉轴一端设有螺纹，所述螺纹与螺母配合将橡胶柱在轴向压紧，橡胶柱受力后在径向膨胀并充满与外套之间的间隙，从而将水带夹紧，连接可靠并避免高压水泄漏。

所述底板为方形底板。

拉轴与油缸的连杆通过螺纹连接。

空心轴上还设有圆形挡圈，通过圆形挡圈保护轴承、防止轴承进水。

油缸上设有油缸锁止装置，所述油缸锁止装置采用摩擦盘结构。通过锁止装置的作用、在进行拉轴与空心油缸装配及拆卸时，将空心油缸锁定、不能旋转，实现可靠地拆装。

工作时，将水带与机体的水带旋转密封装置连接、并密封牢靠，向水带内注水达到试验规定的压力，同步电机不旋转、使得水带只在轴向上伸长移动，从而进行水带的水压试验及爆破试验。通过同步电机带动水带旋转，将水带耐磨试验装置靠近旋转的水带，通过调整气缸的压力，使磨头及两个水带支撑轮分别与水带接触、并达到使用规定的压力，从而进行耐磨试验。

本发明的有益效果：

1.本发明通过与水带连接的水带旋转密封装置将水带两端密封连接后，向水带内注水，同步电机不旋转、使得水带只在轴向上伸长移动，能够进行水带的水压试验及爆破试验；

2.通过同步电机带动水带旋转，利用水带耐磨试验装置靠近旋转的水带，通过调整气缸的压力，使磨头及两个水带支撑轮分别与水带接触、并达到使用规定的压力，能够进行耐磨试验；

3.能够在该设备上进行水带的水压试验、爆破试验以及耐磨性能试验等综合性能试验，试验可靠性高，工作效率高，降低了操作者的工作强度，提高了试验的精度；

4.实现水带两端的可靠连接与密封，本发明通过计算机及PLC控制器控制给水带旋转密封装置的空心油缸的输出油的压力大小，控制水带两端与水带旋转密封装置之间的夹紧力大小，使之符合不同直径水带的夹紧力要求；

5.实现水压控制：根据试样压力要求，通过计算机及PLC控制器控制变频电机转速，带动柱塞泵旋转、从而调节柱塞泵的输出水压，经过二级稳压罐稳压处理后形成恒流水源，达到水带试验压力要求；

6.实现磨头控制：由一个总气压机提供压缩空气，通过PLC控制器控制，经过多个调压阀调节、形成不同压力的气压源，施加到不同的汽缸，即磨头步进气缸、X向移动气缸、Y向移动气缸、张紧气缸上，达到调节不同气缸所需要的压力；并使气源经过调压阀调压，经过调速阀调速后达到预定运行速度，满足试验速度要求（18-21mm/s）；

7.实现水带转速调节：水带旋转密封装置的两个同步电机，是经过同一台驱动器，PLC控制变频电机驱动器，通过调节驱动器输出频率，从而调节同步电机转速，达到试验要求的预定转速，每个同步电机与编码器连接、实时监测同步电机转速，防止转速失控，确保转速同步；

8.通过计算机及PLC控制器实现总控制，显示、记录数据，控制各个功能部件的动作顺序，保证各个试验步骤按照预定的顺序进行；同时通过PLC控制器控制各个运动部件动作，实现液压压力控制与调节及电机转速调节；通过PLC控制开关元件，从而控制运动部件的得电、失电，以及通过PLC控制器来控制气路上的电磁阀，通过电磁阀动作实现气动元件的通断、控制气缸的移动。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2是本发明的水带耐磨试验装置结构示意图；

图3是图2的主视图；

图4是图2的左视图；

图5是本发明的水带旋转密封装置结构示意图；

图6是图5的左视图；

图7是本发明的电气控制系统结构示意图；

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面结合附图来详细解释本发明的实施方式。

如图1至图7所示，一种消防水带试验机，包括机体1、电气控制系统，机体1上设有两个水带旋转密封装置2、水带耐磨试验装置3，其中一个水带旋转密封装置2通过固定支架4与床头5一侧连接，另一个水带旋转密封装置2通过活动支架6与床尾7连接，水带旋转密封装置2通过导向轴8与活动支架6连接，两个水带旋转密封装置2分别设有一个同步电机，两个同步电机与同一台驱动器连接，所述水带耐磨试验装置设于两个水带旋转密封装置之间，电气控制系统分别与水带旋转密封装置、水带耐磨试验装置电连接。

结合图7，所述电气控制系统包括PLC控制器11，所述控制器与计算机12、水带耐磨试验装置的各个气缸的电磁阀开关、水带旋转密封装置的空心油缸的电磁阀开关17、以及带动水带旋转的同步电机驱动器18、向水带内注水的水泵调频电机驱动器电19连接。

所述气缸的电磁阀开关包括水带步进气缸电磁阀开关13、X向移动气缸电磁阀开关14、Y向移动气缸电磁阀开关15、张紧气缸电磁阀开关16。

结合图2至图4所述水带耐磨试验装置，包括与机体连接的连接台21，连接台21上设有Y向导向轴22，Y向导向轴22上设有与之配合并沿着轴向滑动的导向滑块A23、导向滑块B24，所述导向滑块A23、导向滑块B24通过Y向移动气缸连接，本发明中导向滑块A23与Y向移动气缸的连杆251连接、导向滑块B与气缸座252连接，导向滑块A23上设有支撑架A31，支撑架A31上设有两个水带支撑轮32，导向滑块B24上设有第一支撑板241，第一支撑板241上设有第二支撑板242，第二支撑板242上设有磨头支撑架243，第一支撑板241上设有X向导向轴244，第二支撑板242设有导套，第一支撑板241与第二支撑板242通过X向导向轴244与导套配合连接，第二支撑板242沿着X向导向轴244移动，第一支撑板241上设有X向移动气缸245，其中第二支撑板242与X向移动气缸245的拉杆连接，磨头支撑架243上设有磨头255、定位轮246、主动轮247，定位轮246对砂带254起导向。主动轮247通过单向轴承与旋转气缸248连接，旋转气缸248上设有活塞行程调节杆249，通过调整调节杆249的高度、实现主动轮247旋转角度大小控制，从而实现砂带的步进。所述磨头255的磨头中心线、及水带中心线与支撑架中心线33位于同一个水平面内，两个水带支撑轮32的中心线沿着支撑架中心线33上下对称、并沿各自的中心轴旋转。

磨头支撑架243上还设有张紧轮250、张紧气缸251、导向导轨252，张紧气缸251的拉杆与导轨滑块连接，张紧轮250与导轨滑块连接，导向导轨252与导轨滑块配合，所述X向移动气缸、Y向移动气缸、旋转气缸、及张紧气缸与压缩气源连接。

所述定位轮246、主动轮247、张紧轮250的外圆中部设有环形凹槽253，其中的凹槽宽度与砂带254配合。

所述磨头平台上设有光栅尺256，其中光栅尺尺身与磨头支撑架243固定连接，光栅尺游标与导向滑块B24连接，以测量磨头平台X向移动速度与移动距离。

工作时，将水带与机体的水带旋转密封装置连接、并密封牢靠，向水带内注水达到试验规定的压力，通过动力装置使水带旋转，将本装置靠近旋转的水带，通过调整气缸的压力，使磨头255及两个水带支撑轮32分别与水带接触、并达到使用规定的压力，从而进行后续的试验规程。

结合图5、图6，所述水带旋转密封装置，包括底板122、拉轴116、空心油缸113，底板122下部设有同步电机123，同步电机123上设有第一同步轮124，同步电机与编码器125连接，方形底板122上设有带座轴承111，带座轴承111上设有空心轴112，拉轴116穿过空心轴112的轴向孔，空心轴112一端通过油缸法兰134与空心油缸113连接（本发明的油缸法兰134与空心轴112为焊接），空心轴112中部外圆上设有第二同步轮118，第一同步轮118与第二同步轮124通过同步带连接，第二同步轮118带动空心轴112旋转，空心轴112另一端设有卡套114，卡套114外侧设有橡胶柱121，橡胶柱121的内孔与拉轴116外圆配合，橡胶柱121与外套127配合，所述橡胶柱121的外圆与外套127内孔为间隙配合110，所述间隙配合110处为水带端部的连接位置，通过轴向压紧装置将水带端部固定在橡胶柱121与外套127之间的间隙，所述卡套114与外套127通过卡槽128连接、实现外套定位，拉轴116穿过空心轴112与空心油缸的连杆131连接，拉轴116沿轴向设有贯通孔117，拉轴贯通孔117一端与水带连通，拉轴贯通孔117另一端与空心油缸113的中心孔132连接，空心油缸的中心孔132与进水口133连接，所述外套127内孔设有凹槽120，橡胶外圆在受拉轴的轴向压缩后、径向向外扩张与凹槽配合，能够更可靠地将水带压紧，避免高压水的泄漏。

所述轴向压紧装置包括挡板129，所述挡板129设于内橡胶柱121的外侧，其中挡板129的内孔与拉轴116外圆配合，挡板129外侧的拉轴一端设有螺纹，所述螺纹与螺母130配合将橡胶柱121在轴向压紧，橡胶柱21受力后在径向膨胀并充满与外套之间的间隙，从而将水带夹紧，连接可靠并避免高压水泄漏。

所述底板122为方形底板。

拉轴116与油缸的连杆131通过螺纹135连接。

空心轴112上还设有圆形挡圈119，通过圆形挡圈119保护轴承、防止轴承进水。

油缸上设有油缸锁止装置126，所述油缸锁止装置126采用摩擦盘结构。通过锁止装置的作用、在进行拉轴与空心油缸装配及拆卸时，将空心油缸锁定、不能旋转，实现可靠地拆装。

整机工作原理：

1.油路控制：通过计算机及PLC控制器控制给水带旋转密封装置的空心油缸的输出油的压力大小，从而控制水带两端与水带旋转密封装置之间的夹紧力大小，使之符合不同直径水带的夹紧力要求；

2.水压控制：根据试样压力要求，通过计算机及PLC控制器控制变频电机转速，带动柱塞泵旋转、从而调节柱塞泵的输出水压，经过二级稳压罐稳压处理后形成恒流水源，达到水带试验压力要求；

3.磨头控制：由一个总气压机提供压缩空气，通过PLC控制器控制，经过多个调压阀调节、形成3种不同压力的气压源，施加到不同的汽缸，即磨头步进气缸、X向移动气缸、Y向移动气缸、张紧气缸上，达到调节不同气缸所需要的压力；并使气源经过调压阀调压，经过调速阀调速后达到预定运行速度，满足试验速度要求（18-21mm/s）；

4.水带转速调节：水带旋转密封装置的两个同步电机，是经过同一台驱动器，PLC控制变频电机驱动器，通过调节驱动器输出频率，从而调节同步电机转速，达到试验要求的预定转速，每个同步电机与编码器连接、实时监测同步电机转速，防止转速失控，确保转速同步；

5.电气控制部分：通过计算机及PLC控制器实现总控制，显示、记录数据，控制各个功能部件的动作顺序，保证各个试验步骤按照预定的顺序进行；同时通过PLC控制器控制各个运动部件动作，包括液压站压力，电机转速，实现压力控制与调节；通过PLC控制开关元件，从而控制运动部件的得电、失电，以及通过PLC控制器来控制气路上的电磁阀，通过电磁阀动作实现气动元件的通断、控制气缸的移动。

上述虽然结合附图对发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (8)

1.一种消防水带试验机，包括机体、电气控制系统，其特征是，所述机体上设有两个水带旋转密封装置、水带耐磨试验装置，其中一个水带旋转密封装置通过固定支架与床头一侧连接，另一个水带旋转密封装置通过活动支架与床尾连接，水带旋转密封装置通过导向轴与活动支架连接，两个水带旋转密封装置分别设有一个同步电机，两个同步电机与同一台驱动器连接，所述水带耐磨试验装置设于两个水带旋转密封装置之间，电气控制系统分别与水带旋转密封装置、水带耐磨试验装置电连接；所述水带耐磨试验装置，包括与机体连接的连接台，连接台上设有Y向导向轴，Y向导向轴上设有与之配合并沿着轴向滑动的导向滑块A、导向滑块B，所述导向滑块A、导向滑块B通过Y向移动气缸连接，本发明中导向滑块A与Y向移动气缸的连杆连接、导向滑块B与气缸座连接，导向滑块A上设有支撑架A，支撑架A上设有两个水带支撑轮，导向滑块B上设有第一支撑板，第一支撑板上设有第二支撑板，第二支撑板上设有磨头支撑架，第一支撑板上设有X向导向轴，第二支撑板设有导套，第一支撑板与第二支撑板通过X向导向轴与导套配合连接，第二支撑板沿着X向导向轴移动，第一支撑板上设有X向移动气缸，其中第二支撑板与X向移动气缸的拉杆连接，磨头支撑架上设有磨头、定位轮、主动轮，定位轮对砂带起导向，主动轮通过单向轴承与旋转气缸连接，旋转气缸上设有活塞行程调节杆，通过调整调节杆的高度、实现主动轮旋转角度大小控制，所述磨头的磨头中心线、及水带中心线与支撑架中心线位于同一个水平面内，两个水带支撑轮的中心线沿着支撑架中心线上下对称、并沿各自的中心轴旋转，所述X向移动气缸、Y向移动气缸、旋转气缸与压缩气源连接；所述水带旋转密封装置，包括底板、拉轴、空心油缸，底板下部设有同步电机，同步电机上设有第一同步轮，同步电机与编码器连接，方形底板上设有带座轴承，带座轴承上设有空心轴，拉轴穿过空心轴的轴向孔，空心轴一端通过油缸法兰与空心油缸连接，空心轴中部外圆上设有第二同步轮，第一同步轮与第二同步轮通过同步带连接，第二同步轮带动空心轴旋转，空心轴另一端设有卡套，卡套外侧设有橡胶柱，橡胶柱的内孔与拉轴外圆配合，橡胶柱与外套配合，所述橡胶柱的外圆与外套内孔为间隙配合，所述间隙配合处为水带端部的连接位置，通过轴向压紧装置将水带端部固定在橡胶柱与外套之间的间隙，所述卡套与外套通过卡槽连接、实现外套定位，拉轴穿过空心轴与空心油缸的连杆提高螺纹连接，拉轴沿轴向设有贯通孔，拉轴贯通孔一端与水带连通，拉轴贯通孔另一端与空心油缸的中心孔连接，空心油缸的中心孔与进水口连接，所述外套内孔设有凹槽，橡胶外圆在受拉轴的轴向压缩后、径向向外扩张与凹槽配合。

2.如权利要求1所述的消防水带试验机，其特征是，磨头支撑架上还设有张紧轮、张紧气缸、导向导轨，张紧气缸的拉杆与导轨滑块连接，张紧轮与导轨滑块连接，导向导轨与导轨滑块配合，所述张紧气缸与压缩气源连接。

3.如权利要求1所述的消防水带试验机，其特征是，上述定位轮、主动轮、张紧轮的外圆中部设有环形凹槽，其中的凹槽宽度与砂带配合。

4.如权利要求1所述的消防水带试验机，其特征是，所述磨头平台上设有光栅尺，其中光栅尺尺身与磨头支撑架固定连接，光栅尺游标与导向滑块B连接。

5.如权利要求1所述的消防水带试验机，其特征是，所述轴向压紧装置包括挡板，所述挡板设于内橡胶柱的外侧，其中挡板的内孔与拉轴外圆配合，挡板外侧的拉轴一端设有螺纹，所述螺纹与螺母配合将橡胶柱在轴向压紧，橡胶柱受力后在径向膨胀并充满与外套之间的间隙。

6.如权利要求1所述的消防水带试验机，其特征是，空心轴上还设有圆形挡圈。

7.如权利要求1所述的消防水带试验机，其特征是，油缸上设有油缸锁止装置，所述油缸锁止装置采用摩擦盘结构。

8.如权利要求1所述的消防水带试验机，其特征是，所述电气控制系统包括PLC控制器，所述控制器与计算机、水带耐磨试验装置的各个气缸的电磁阀开关、水带旋转密封装置的空心油缸的电磁阀开关、以及带动水带旋转的同步电机驱动器、向水带内注水的水泵调频电机驱动器电连接，所述气缸的电磁阀开关包括水带步进气缸电磁阀开关、X向移动气缸电磁阀开关、Y向移动气缸电磁阀开关、张紧气缸电磁阀开关。