CN105784348A - 一种工程机械回转接头出厂试验系统及其操作方法 - Google Patents

一种工程机械回转接头出厂试验系统及其操作方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种工程机械回转接头出厂试验系统，包括液压控制部分、试验系统驱动夹紧部分和试验系统PLC控制部分。液压控制部分可实现压力试验、扭矩测试、耐压测试、内泄漏测试及外泄漏测试。驱动夹紧部分可实现回转接头自动夹紧，回转接头转动速度可调及转动方向正反转可调。PLC控制部分可实现触摸屏控制液压系统的启停、扭矩与转速检测、显示加载压力和驱动扭矩等功能。本发明还公开了此种工程机械回转接头出厂试验系统的操作方法。采用本发明实现回转接头出厂试验，实现试验的连续性，保证测量结果准确，使用于各类工程机械回转接头的出厂试验，明显提升了回转接头的出厂测试精度和速度，值得进一步推广。

Description

一种工程机械回转接头出厂试验系统及其操作方法
技术领域
本发明涉及一种试验系统，特别是一种工程机械回转接头出厂试验系统。
背景技术
工程机械回转接头是工程机械上的关键部件，是机器的非功能部件，但对机器的影响非常大，被广泛应用在各行各业。生产企业需使用特定的试验设备对工程机械回转接头进行出厂检测，但目前检测设备存在一些问题，如只能采用原始的人工观测，不能实时监测扭矩、压力等数值，故测试效率低且不能保证产品的出厂合格率。本试验系统主要针对回转接头的出厂性能要求，对高压回转接头进行试验系统的设计研究，并进行性能分析，使试验系统满足测试要求。
发明内容
发明目的：本发明的目的在于解决有限的回转接头出厂一般采用人工观测，无法实时监测扭矩、压力等数值，故测试效率低且不能保证产品的出厂合格率的问题。
技术方案：为了实现上述目的，本发明提供以下技术方案：一种工程机械回转接头出厂试验系统，包括液压控制部分、驱动夹紧部分和PLC控制部分，所述液压控制部分包括油箱、液位液温计、空气滤清器、高压系统回路、低压系统回路和电动机，所述高压系统回路包括过滤器，液压泵，溢流阀，至少两个单向阀，至少两个二位二通电磁球阀和至少两个二位三通电磁球阀；高压系统回路中液压泵的输出口连接溢流阀，液压泵分别通过第一二位三通电磁球阀、第二二位三通电磁球阀连接到第一单向阀和第二单向阀再连接回转接头高压通道，高压通道通过第一二位二通电磁球阀和第二二位二通电磁球阀接油箱；低压系统回路包括过滤器、液压泵、至少两个液控单向阀，溢流阀和至少两个三位四通电磁换向阀；低压系统回路中液压泵的输出口连接溢流阀，液压泵分别通过第一三位四通电磁换向阀、第二三位四通电磁换向阀连接到第一液控单向阀和第二液控单向阀再连接回转接头低压通道，低压通道通过第一液控单向阀、第二液控单向阀连接到第一三位四通电磁换向阀和第二三位四通电磁换向阀再接油箱；所述驱动夹紧部分包括伺服电机、行星减速器和套筒联轴器。
作为优化，所述伺服电机与行星减速器直接相连，行星减速器的输出轴一侧连接套筒联轴器，再和转速与扭矩传感器的一端相连，转速与扭矩传感器(24)的另一端连接到行星减速器(22)的输出轴另一侧，输出轴带动回转接头产生相对转动。
作为优化，所述驱动夹紧部分的伺服电机连接着同一轴面的行星减速器，所述行星减速器连接着与其位于同一轴面的拨杆。
作为优化，转速与扭矩传感器安放在行星减速器之后。
作为优化，所述PLC控制部分包括FX2N-32MT-001型PLC特殊模块、FX2N-5A型PLC特殊模块、FX2N-2AD型PLC特殊模块、威纶通MT6071iE型触摸屏、低压系统压力传感器、高压系统压力传感器、转速与扭矩传感器。
作为优化，所述威纶通MT6071iE型触摸屏连接到FX2N-32MT-001型PLC特殊模块、FX2N-5A型PLC特殊模块和FX2N-2AD型PLC特殊模块，FX2N-5A型PLC特殊模块连接到高压系统压力传感器和转速与扭矩传感器，FX2N-2AD型PLC特殊模块连接到低压系统压力传感器。
一种工程机械回转接头出厂试验系统的操作方法，包括以下步骤：
低压系统工作时，液压泵启动，第一三位四通电磁换向阀和第二三位四通电磁换向阀对应的两个电磁铁1DT和3DT分别得电，液压油即进入两个回转接头的低压通道，回转接头即加载，当油液压力达到1MPa后，第一低压系统压力传感器和第二低压系统压力传感器分别发出信号，第一三位四通电磁换向阀和第二三位四通电磁换向阀对应的两个电磁铁1DT和3DT分别断电，两个回转接头即保压，保压2min后第一三位四通电磁换向阀和第二三位四通电磁换向阀对应的两个电磁铁2DT和4DT分别得电，两个回转接头即卸载。
高压系统工作时，启动液压泵，第一二位三通电磁球阀和第二二位三通电磁球阀对应的两个电磁铁1YA和3YA分别得电，第一二位三通电磁球阀和第二二位三通电磁球阀均切换至左位工作，液压油流经两个电磁球阀，第一单向阀和第二单向阀分别进入两个回转接头的高压通道，即系统加载。当加载至规定值，第一高压系统压力传感器和第二高压系统压力传感器分别发信号，第一二位三通电磁球阀和第二二位三通电磁球阀对应的电磁铁断电，第一二位三通电磁球阀和第二二位三通电磁球阀均切换至右位工作，即系统保压。保压至规定时间，第一二位二通电磁球阀和第二二位二通电磁球阀对应的两个电磁铁2YA和4YA分别得电，第一二位二通电磁球阀和第二二位二通电磁球阀均切换至右位工作，两个回转接头高压通道的油液分别经第一二位二通电磁球阀和第二二位二通电磁球阀卸荷，即系统卸载。
驱动夹紧系统工作时伺服电机启动，经行星减速器降速后带动拨杆转动，通过拨杆带动回转接头的回转轴或壳体相对转动，通过伺服电机来调节转速、转向及转角，转速与扭矩传感器安放在行星减速器之后，通过转速与扭矩传感器准确的测量回转接头转动轴的扭矩及转速，通过对伺服电机进行设置，使转速达到要求，更换专用夹具可对不同型号的回转接头进行试验.
由PLC控制系统中低压系统压力传感器、高压系统压力传感器、转速与扭矩传感器分别检测油液压力、回转接头转速与转矩、控制电磁换向阀得电失电、伺服电机转向转角，进行A/D转换，触摸屏实现系统手动和自动控制切换、伺服电机的启停，同时显示自动监控画面及系统实时压力等信息。
系统运行时通过压力传感器检测油液的压力变化，判断回转接头内泄漏情况，裸眼观察有无外泄漏，从而判断回转接头的密封性能；利用触摸屏实现系统的手动控制或全自动控制，并显示传感器检测的转速和扭矩，以达到系统测试的要求。
有益效果：本发明与现有技术相比：本发明的要点在于它的试验原理设计，其试验原理在于用液压系统对回转接头进行加载，高压通道油液压力通过二位三通电磁球阀进行保压，最高压力可达42MPa，低压通道油液压力通过液控单向阀进行保压；伺服电机启动经行星减速器降速后带动拨杆转动，拨杆带动回转接头的回转轴或壳体相对转动，从而调节回转接头的转速、转向和转角，更换专用夹具对不同的回转接头进行试验；由PLC控制系统中低压系统压力传感器、高压系统压力传感器、转速与扭矩传感器分别检测油液压力、回转接头转速与转矩、控制电磁换向阀得电失电、伺服电机转向转角，进行A/D转换，触摸屏实现系统手动和自动控制切换、伺服电机的启停，同时显示自动监控画面及系统实时压力等信息；本发明可采用手动自动切换，提高了工作效率，节约了人力成本。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的液压控制部分的高压系统回路工作原理图；
图3为本发明的液压控制部分的低压系统回路工作原理图；
图4为本发明的驱动夹紧部分结构图；
图5为本发明的检测系统自动控制监控画面示意图；
图6为本发明的检测系统手动低压系统操作界面示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
一种工程机械回转接头出厂试验系统，包括液压控制部分、驱动夹紧部分和PLC控制部分，所述液压控制部分包括油箱1、液位液温计2、空气滤清器3、高压系统回路、低压系统回路和电动机27；
所述高压系统回路包括过滤器4，液压泵5，溢流阀6，至少两个单向阀，至少两个二位二通电磁球阀和至少两个二位三通电磁球阀；高压系统回路中液压泵5的输出口连接溢流阀6，液压泵5分别通过第一二位三通电磁球阀12、第二二位三通电磁球阀14连接到第一单向阀16和第二单向阀17再连接回转接头高压通道，高压通道通过第一二位二通电磁球阀13和第二二位二通电磁球阀15接油箱；
低压系统回路包括过滤器4、液压泵5、至少两个液控单向阀，溢流阀6和至少两个三位四通电磁换向阀；低压系统回路中液压泵5的输出口连接溢流阀6，液压泵5分别通过第一三位四通电磁换向阀7、第二三位四通电磁换向阀8连接到第一液控单向阀9和第二液控单向阀10再连接回转接头低压通道，低压通道通过第一液控单向阀9、第二液控单向阀10连接到第一三位四通电磁换向阀7和第二三位四通电磁换向阀8再接油箱；
所述驱动夹紧部分包括伺服电机11、行星减速器22和套筒联轴器23。
所述伺服电机11与行星减速器22直接相连，行星减速器22的输出轴一侧连接套筒联轴器23，再和转速与扭矩传感器24的一端相连，转速与扭矩传感器(24)的另一端连接到行星减速器22的输出轴另一侧，输出轴带动回转接头25产生相对转动。
所述驱动夹紧部分的伺服电机11连接着同一轴面的行星减速器22，所述行星减速器22连接着与其位于同一轴面的拨杆。
转速与扭矩传感器24安放在行星减速器22之后。
所述PLC控制部分包括FX2N-32MT-001型PLC、FX2N-5A型PLC特殊模块、FX2N-2AD型PLC特殊模块、威纶通MT6071iE型触摸屏、低压系统压力传感器、高压系统压力传感器、转速与扭矩传感器。
所述威纶通MT6071iE型触摸屏连接到FX2N-32MT-001型PLC特殊模块、FX2N-5A型PLC特殊模块和FX2N-2AD型PLC特殊模块，FX2N-5A型PLC特殊模块连接到高压系统压力传感器和转速与扭矩传感器24，FX2N-2AD型PLC特殊模块连接到低压系统压力传感器。
低压系统工作时，液压泵启动，第一电磁阀7和第二电磁阀8对应的两个电磁铁1DT和3DT分别得电，液压油即进入两个回转接头的低压通道，回转接头即加载，当油液压力达到1MPa后，第一低压系统压力传感器18和第二低压系统压力传感器19分别发出信号，两个电磁铁1DT和3DT分别断电，两个回转接头即保压，保压2min后第一电磁阀7和第二电磁阀8对应的两个电磁铁2DT和4DT分别得电，两个回转接头即卸载。
高压系统工作时，启动液压泵5，第一二位三通电磁球阀12和第二二位三通电磁球阀14对应的两个电磁铁1YA和3YA分别得电，第一二位三通电磁球阀12和第二二位三通电磁球阀14均切换至左位工作，液压油流经两个电磁球阀，第一单向阀16和第二单向阀17分别进入两个回转接头的高压通道，即系统加载。当加载至规定值，第一高压系统压力传感器20和第二高压系统压力传感器21分别发信号，第一二位三通电磁球阀12和第二二位三通电磁球阀14对应的电磁铁断电，第一二位三通电磁球阀12和第二二位三通电磁球阀14均切换至右位工作，即系统保压。保压至规定时间，第一二位二通电磁球阀13和第二二位二通电磁球阀15对应的两个电磁铁2YA和4YA分别得电，第一二位二通电磁球阀13和第二二位二通电磁球阀15均切换至右位工作，两个回转接头高压通道的油液分别经第一二位二通电磁球阀13和第二二位二通电磁球阀15卸荷，即系统卸载。
所述驱动夹紧部分工作时伺服电机11启动，经行星减速器22降速后带动拨杆转动，通过拨杆带动回转接头25的回转轴或壳体相对转动，通过伺服电机11来调节转速、转向及转角，转速与扭矩传感器24安放在行星减速器22之后，通过转速与扭矩传感器24准确的测量回转接头25转动轴的扭矩及转速，通过对伺服电机11进行设置，使转速达到要求，更换专用夹具26可对不同型号的回转接头进行试验。
由PLC控制系统中低压传感器、高压传感器、转速与扭矩传感器24分别检测油液压力、回转接头25转速与转矩、控制电磁换向阀得电失电、伺服电机11转向转角，进行A/D转换，触摸屏实现系统手动和自动控制切换、伺服电机的启停，同时显示自动监控画面及系统实时压力等信息。
系统运行时通过压力传感器检测油液的压力变化，判断回转接头内泄漏情况，裸眼观察有无外泄漏，从而判断回转接头的密封性能；利用触摸屏实现系统的手动控制或全自动控制，并显示传感器检测的转速和扭矩，以达到系统测试的要求。

Claims (7)

1.一种工程机械回转接头出厂试验系统，包括液压控制部分、驱动夹紧部分和PLC控制部分，其特征在于：所述液压控制部分包括油箱(1)、液位液温计(2)、空气滤清器(3)、高压系统回路、低压系统回路和电动机；
高压系统回路包括过滤器(4)，液压泵(5)，溢流阀(6)，至少两个单向阀，至少两个二位二通电磁球阀和至少两个二位三通电磁球阀；高压系统回路中液压泵(5)的输出口连接溢流阀(6)，液压泵(5)分别通过第一二位三通电磁球阀(12)、第二二位三通电磁球阀(14)连接到第一单向阀(16)和第二单向阀(17)再连接回转接头高压通道，高压通道通过第一二位二通电磁球阀(13)和第二二位二通电磁球阀(15)接油箱；
低压系统回路包括过滤器(4)、液压泵(5)、至少两个液控单向阀，溢流阀(6)和至少两个三位四通电磁换向阀；低压系统回路中液压泵(5)的输出口连接溢流阀(6)，液压泵(5)分别通过第一三位四通电磁换向阀(7)、第二三位四通电磁换向阀(8)连接到第一液控单向阀(9)和第二液控单向阀(10)再连接回转接头低压通道，低压通道通过第一液控单向阀(9)、第二液控单向阀(10)连接到第一三位四通电磁换向阀(7)和第二三位四通电磁换向阀(8)再接油箱；
所述驱动夹紧部分包括伺服电机(11)、行星减速器(22)和套筒联轴器(23)。
2.根据权利要求1所述的工程机械回转接头出厂试验系统，其特征在于：所述伺服电机(11)与行星减速器(22)直接相连，行星减速器(22)的输出轴一侧连接套筒联轴器(23)，再和转速与扭矩传感器(24)的一端相连，转速与扭矩传感器(24)的另一端连接到行星减速器(22)的输出轴另一侧，输出轴带动回转接头产生相对转动。
3.根据权利要求1所述的工程机械回转接头出厂试验系统，其特征在于：所述驱动夹紧部分的伺服电机(11)连接着同一轴面的行星减速器(22)，所述行星减速器(22)连接着与其位于同一轴面的拨杆。
4.根据权利要求1所述的工程机械回转接头出厂试验系统，其特征在于：所述PLC控制部分包括FX2N-32MT-001型PLC特殊模块、FX2N-5A型PLC特殊模块、FX2N-2AD型PLC特殊模块、威纶通MT6071iE型触摸屏、低压系统压力传感器、高压系统压力传感器、转速与扭矩传感器。
5.根据权利要求3所述的工程机械回转接头出厂试验系统，其特征在于：转速与扭矩传感器(24)设置在行星减速器(22)之后。
6.根据权利要求4所述的工程机械回转接头出厂试验系统，其特征在于：所述威纶通MT6071iE型触摸屏连接到FX2N-32MT-001型PLC特殊模块、FX2N-5A型PLC特殊模块和FX2N-2AD型PLC特殊模块，FX2N-5A型PLC特殊模块连接到高压系统压力传感器和转速与扭矩传感器(24)，FX2N-2AD型PLC特殊模块连接到低压系统压力传感器。
7.一种采用如权利要求1所述的工程机械回转接头出厂试验系统的操作方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)低压系统工作时，液压泵启动，第一三位四通电磁换向阀和第二三位四通电磁换向阀对应的两个电磁铁1DT和3DT分别得电，液压油即进入两个回转接头的低压通道，回转接头即加载，当油液压力达到1MPa后，第一低压系统压力传感器和第二低压系统压力传感器分别发出信号，第一三位四通电磁换向阀和第二三位四通电磁换向阀对应的两个电磁铁1DT和3DT分别断电，两个回转接头即保压，保压2min后第一三位四通电磁换向阀和第二三位四通电磁换向阀对应的两个电磁铁2DT和4DT分别得电，两个回转接头即卸载；
2)高压系统工作时，启动液压泵，第一二位三通电磁球阀和第二二位三通电磁球阀对应的两个电磁铁1YA和3YA分别得电，第一二位三通电磁球阀和第二二位三通电磁球阀均切换至左位工作，液压油流经两个电磁球阀，第一单向阀和第二单向阀分别进入两个回转接头的高压通道，即系统加载。当加载至规定值，第一高压系统压力传感器和第二高压系统压力传感器分别发信号，第一二位三通电磁球阀和第二二位三通电磁球阀对应的电磁铁断电，第一二位三通电磁球阀和第二二位三通电磁球阀均切换至右位工作，即系统保压；保压至规定时间，第一二位二通电磁球阀和第二二位二通电磁球阀对应的两个电磁铁2YA和4YA分别得电，第一二位二通电磁球阀和第二二位二通电磁球阀均切换至右位工作，两个回转接头高压通道的油液分别经第一二位二通电磁球阀和第二二位二通电磁球阀卸荷，即系统卸载；
3)驱动夹紧系统工作时伺服电机启动，经行星减速器降速后带动拨杆转动，通过拨杆带动回转接头的回转轴或壳体相对转动，通过伺服电机来调节转速、转向及转角，转速与扭矩传感器安放在行星减速器之后，通过转速与扭矩传感器准确的测量回转接头转动轴的扭矩及转速，通过对伺服电机进行设置，使转速达到要求，更换专用夹具可对不同型号的回转接头进行试验.
4)由PLC控制系统中低压系统压力传感器、高压系统压力传感器、转速与扭矩传感器分别检测油液压力、回转接头转速与转矩、控制电磁换向阀得电失电、伺服电机转向转角，进行A/D转换，触摸屏实现系统手动和自动控制切换、伺服电机的启停，同时显示自动监控画面及系统实时压力等信息；
5)系统运行时通过压力传感器检测油液的压力变化，判断回转接头内泄漏情况，裸眼观察有无外泄漏，从而判断回转接头的密封性能；利用触摸屏实现系统的手动控制或全自动控制，并显示传感器检测的转速和扭矩，以达到系统测试的要求。
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