CN105910773A - 机械密封件轴套裂纹快速自动检测方法与控制器 - Google Patents

机械密封件轴套裂纹快速自动检测方法与控制器 Download PDF

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戴志能
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    • G01N7/00Analysing materials by measuring the pressure or volume of a gas or vapour

Abstract

本发明涉及机械领域,尤其涉及一种检测机械密封件轴套裂纹快速检测方法和控制器,该方法包括设备准备、上料、测试、分拣、装框入库,包括有可编程控制器、接近开关、光电开关、电磁阀、步进电机驱动器。本发明采用堵头密封轴套两端面后,朝其内腔充气形成高压,电子气压表检测压力,利用待测工件有无裂纹气压不同的原理,达到快速检测的目的。利用振动筛和同步带自动上料,分拣组件分拣,自动化程度高,检测效率高,装置结构简单,成本低廉。

Description

机械密封件轴套裂纹快速自动检测方法与控制器
技术领域
[0001]本发明涉及自动检测技术,尤其涉及一种用于检测机械密封件轴套气密性能的自动检测方法和控制器。
背景技术
[0002]由于液体介质旋转机械的传动轴贯穿在设备内外,轴与设备之间存在一个圆周间隙,设备中的介质通过该间隙向外泄漏,因此必须有一个阻止泄漏的轴封装置。轴封的种类很多,机械密封具有泄漏量少和寿命长等优点,已成为最主要的轴密封方式。机械密封是一种依靠弹性元件对动环、静环端面密封副的预紧和介质压力与弹性元件压力的压紧,而达到密封的轴向端面密封装置,已广泛应用在离心栗、离心机、反应釜和压缩机等设备的旋转机械。
[0003]构成机械密封的基本元件有端面密封副(静环和动环)、弹性元件(弹簧等)、辅助密封(O形密封圈)、传动件(传动销和传动螺钉)、防转件(防转销)和紧固件(弹簧座、推环、压盖、紧定螺钉与轴套等)。其中,静环与动环形成的端面密封副的作用是使密封面紧密贴合,防止介质泄露。它要求静动环具有良好的耐磨性,一般动环、静环由硬质合金材料制成,硬质合金耐磨性好,但比较脆,撞击后容易产生裂纹,如果不进行检测,带有裂纹的动环、静环装入机械密封组件中投入使用,就会出现泄露、寿命大大缩短等现象。裂纹的常用无损检测方法有以下几种:磁粉探伤、渗透探伤、超声波探伤、射线检测等。但上述检测方法存在检测时间长、检测成本高、实现自动化困难等问题。
发明内容
[0004]针对上述问题,本发明的发明目的在于提供一种成本低廉、效率高的机械密封件轴套裂纹快速自动检测装置。
[0005]为达上述目的,本发明采用的方案为:一种机械密封件轴套裂纹快速自动检测方法,包括以下步骤:
步骤SI,设备准备,该设备包括:上料机构,由振动筛和设置在振动筛出料滑轨末端的同步带传送机构组成;定位密封机构,设置在同步带的末端,由推挤气缸、连接在推挤气缸末端的V型推块、正对推挤气缸行程远端设置的挡块、挡块上方用于压紧待测工件的压紧气缸、连接在压紧气缸末端的堵头组成;气密检测机构,由贯穿堵头与待测工件内腔连通的充气嘴、给充气嘴充气的气源、连接在充气管路中测试气压的数字式电子气压表组成;下料分拣机构,由分设在挡块两侧的下料气缸和落料口、分拣组件组成,分拣机构将落料口落下的工件接入不同轨道。
[0006]步骤S2,上料:启动上料机构的振动筛和同步带传送机构,将工件呈队列地运送至定位密封机构位置,推挤气缸驱动V型推块压紧工件侧壁并定位,压紧气缸带动堵头压紧工件开口端。
[0007]步骤S3,测试:关闭振动筛和同步带传送机构,启动气源,通过充气嘴给工件内腔充气,保压,数字式电子气压表测试回路气压。
[0008]步骤S4,分拣:压紧气缸上升,下料气缸推动将工件从落料口落下,分拣组件根据步骤S3的气压测试结果,将工件推送至两不同轨道。
[0009]步骤S5,装框入库:重复步骤S2至S4,直至待测工件全部测试完毕,将良品装框入库。
[0010]较佳地,步骤S3中,给工件内腔充气气压为0.6MPa,充气时间为3〜5秒钟,保压时间为1.5〜2.5秒钟。
[0011 ] 较佳地,步骤S4中,气压低于0.04MPa,分拣组件将工件推送至不良品轨道;步骤S3的气压不低于0.04MPa,分拣组件将工件推送至良品轨道。
[0012]较佳地,步骤SI中,所述分拣组件包括有人字型滑道、分拣气缸、拨片,人字型滑道入口连接在落料口底部,在人字型滑道的分叉处设有分拣气缸,分拣气缸缸杆末端连接拨片,拨片铰接人字型滑道侧壁,分拣气缸驱动拨片封堵一个通道。
[0013]较佳地,步骤SI中,所述分拣组件包括接料滑轨、接料气缸,接料滑轨设置在落料口处,接料滑轨底部与接料气缸连接,在接料气缸的驱动下,接料滑轨横跨接料口上方接住下料气缸推出的不良品。
[0014] —种机械密封件轴套裂纹快速自动检测控制器,测控系统包括有可编程控制器、接近开关、光电开关、电磁阀、步进电机驱动器,推挤气缸、压紧气缸、下料气缸及分拣气缸的极限位置均设有接近开关,同步带传送机构末端的正上方设有检测工件是否到达V型推块前方的光电开关,接近开关、光电开关、数字式电子气压表均电连接可编程控制器的输入端;可编程控制器的输出端通过电磁阀控制推挤气缸、压紧气缸、下料气缸、分拣气缸动作及充气嘴是否充气,可编程控制器的输出端通过步进电机驱动器控制同步带传送机构电机的动作,可编程控制器的输出端通过继电器控制振动筛动作。
[0015]本发明采用堵头密封滑动轴承两端面后,朝其内腔充气形成高压,电子气压表检测压力,利用待测工件有无裂纹气压不同的原理,达到快速自动检测的目的。利用振动筛和同步带自动上料,分拣机构分拣,自动化程度高,检测效率高,装置结构简单,成本低廉。
附图说明
[0016]图1为本发明实施例测试平台部件三维示意图;
图2为本发明实施例整体三维示意图;
图3为本发明实施例振动筛部件示意图;
图4为本发明实施例控制系统原理示意图;
图中标记说明:
I 一压紧气缸,2—下压气缸支架,3—接近开关,4 一堵头,5—硅胶垫,6—下料气缸,7—同步带,8—同步轮,9一芯轴,10—轴承架,11一顶紧螺钉架,12—顶紧螺钉,13—测试台支架,14一测试平台,15—脚架,16—推挤气缸固定架,17—推挤气缸托板,18—推挤气缸,19 一上料步进电机,20 一步进电机固定架,21 —V型推块,22 一被测工件,23 一接近开关架,24—落料口,25一测试台底板,26一滑轨,27一振动筛。
具体实施方式
[0017]为更好地理解本发明,下面结合附图和具体实施方式对本发明的实施例做进一步说明,参见图1至图4:
按本发明实施的机械密封件轴套裂纹快速自动检测方法,其测量原理:将待测的工件密封后,往工件的内部充气,保压一段时间后,无裂纹的合格品漏气缓慢,内部气压稳定,与外部气源输出气压相差无几,有裂缝不合格品,当气压到0.4MPa后漏气严重,所以气压不稳定或者稳压数值较小。数字式电子气压表采集气压信息,并可根据实验数据设定开启气压,当气压达到设定气压时,气压表输出导通信号,实验表明,有裂缝的工件气压在关闭充气1.5秒后内腔气压低于0.4MPa。
[0018]为了实现上述自动检测目的,本实施例的方法包括以下步骤:步骤SI设备准备:该设备包括有连接在支架上的上料机构、定位密封机构、气密检测机构、分拣机构和控制器。上料机构由振动筛、同步带传送机构组成,振动筛的出料滑轨末端与皮带传送机构的皮带一下料分拣机构及电气控制系统端平齐,皮带的另一端设置定位密封机构。为了保证同步带张紧力以承受工件重量,同时又能方便快速拆装,步带轮座通过上使用顶紧螺钉顶紧后,固定在支架上。
[0019]定位密封机构由推挤气缸、V型推块、挡块、密封垫、压紧气缸、堵头组成,V型推块的前端为V形状,可自动定心,从而准确定位。V型推块连接在推挤气缸缸杆末端,为了推送平稳准确,推挤气缸选用TNlO X 100双杆气缸。在推挤气缸的驱动下V型推块将皮带传送过来的待测的动环、静环推至挡块。挡块下方设有封堵动环静环底端面的密封垫,皮带、密封垫均与平台保持平齐,保证动环静环待测工件移动中保持平稳顺畅。挡块上方垂直设有压紧气缸,压紧气缸缸杆连接用于封堵待测工件上端面的堵头,压紧气缸推动下堵头将机械密封件轴套上端面密封。压紧气缸需提供较大压力,缸径较大,而且移动要平稳准确,本实施例压紧气缸选用TN25 X 25双杆气缸。
[0020]气密检测机构包括有充气嘴,充气嘴贯穿堵头,与机械密封件轴套内腔连通,充气管路连接连接数字式电子气压表。沿着挡块一侧设有下料分拣机构,包括下料气缸、落料口和分拣机构。下料气缸设置在挡块长度方向的的一侧,落料口设置在挡块的另一侧。当压紧气缸和推挤气缸回复原位后,下料的推动,将检测完成的工件从落料口落下。为了分拣良品和有裂纹的不良品,落料口位置连接有分拣机构。本实施例的分拣机构有两种方式,分拣机构方式一为设有人字型滑道,一条通道为良品通道,另一条通道为不良品通道,在人字型滑道的分叉处设有分拣气缸。分拣气缸末端连有拨片,当检测结果为不良品时,拨片封堵良品通道,有裂纹的不良品从不良品通道落入不良品收集框,当检测结果为良品时,拨片封堵不良品通道,良品工件从良品通道落入良品收集框。分拣机构的方式二为在落料口位置设置有不良品接料滑轨,接料滑轨底部连接接料气缸,若工件检测为不良品时,接料气缸推动,接料滑轨移动至落料口上方接住推过来的不良品工件。若工件检测为良品时,接料气缸不动作,良品从落料口落下。
[0021]步骤S2,上料:启动上料机构的振动筛和同步带传送机构,将工件呈队列地运送至定位密封机构位置的V型推块前端,推挤气缸动作将工件推至充气嘴正下方,V型推块压紧侧壁并定位,压紧气缸带动堵头下降,压紧并封闭工件开口端。
[0022]步骤S3,测试:关闭振动筛和同步带传送机构,启动气源,通过充气嘴给工件内腔充气3〜5秒钟,气压为0.6MPa,保压1.5〜2.5秒钟后,数字式电子气压表测试回路气压。
[0023]步骤S4,分拣:压紧气缸上升,下料气缸推动将工件从落料口落下,分拣组件根据步骤S3的气压测试结果,将工件推送至两不同轨道。气压低于0.04MPa,分拣组件将工件推送至不良品轨道;步骤S3的气压不低于0.04MPa,分拣组件将工件推送至良品轨道。
[0024]步骤S5,装框入库:重复步骤S2至S4,直至待测工件全部测试完毕,将良品装框入库。
[0025]为了实现自动化,减少人力投入,本实施例中配置控制器,包括有可编程控制器通过电磁阀控制推挤气缸、压紧气缸、分拣气缸动作,通过步进电机驱动器控制同步带传送机构的电机转动,继电器控制振动筛是否振动。各个气缸的极限位置设置接近开关进行反馈控制,V型推块位置皮带上方设置有光电开关,用于触发信号,控制推挤气缸动作时序。接收数字式电子气压表的信号判断机械密封件轴套的气密性。
[0026]本发明实施过程为:开启机器,按下开启按钮,振动筛振动出料,工作开口朝下地从振动筛滑轨滑下至同步带,同步带电机开始转动,带动同步带,工件开始传送,当工件经过接近开关下方,同步带电机停止转动。推挤气缸电磁阀得电,推挤气缸动作,V型推块将工件推送至挡块处,且工件上端面处于堵头正下方,下端面处于橡胶垫上方。压紧气缸动作,堵头压紧工件上端面,下表面由橡胶垫密封。设置在堵头中的充气嘴被测工件内腔充气,单位时间内给工件内部充气,如果工件无裂纹不漏气,数字式气压表数值稳定,超过设定的压力值,输出一个导通信号。有裂纹的不合格品则气压下降明显,不会触发信号。判断出是否有裂纹后,压紧气缸和推挤气缸电磁阀均失电,堵头上升,V型推块回到原位。下料气缸电磁阀得电,推出工件。若使用人字型滑道,则使用分拣气缸带动拨片来选通通道。若使用接料滑轨,则用接料气缸来分拣合格工件和有裂纹工件。工件落入收料框后,同步带电机开始转动,开始下一个工件的检测,循环往复,完成全自动检测。

Claims (6)

1.一种机械密封件轴套裂纹快速自动检测方法,其特征在于:包括以下步骤: 步骤SI,设备准备,该设备包括: 上料机构,由振动筛和设置在振动筛出料滑轨末端的同步带传送机构组成; 定位密封机构,设置在同步带的末端,由推挤气缸、连接在推挤气缸末端的V型推块、正对推挤气缸行程远端设置的挡块、挡块上方用于压紧待测工件的压紧气缸、连接在压紧气缸末端的堵头组成; 气密检测机构,由贯穿堵头与待测工件内腔连通的充气嘴、给充气嘴充气的气源、连接在充气管路中测试气压的数字式电子气压表组成; 下料分拣机构,由分设在挡块两侧的下料气缸和落料口、分拣组件组成,分拣机构将落料口落下的工件接入不同轨道; 步骤S2,上料:启动上料机构的振动筛和同步带传送机构,将工件呈队列地运送至定位密封机构位置,推挤气缸驱动V型推块压紧工件侧壁并定位,压紧气缸带动堵头压紧工件开口端; 步骤S3,测试:关闭振动筛和同步带传送机构,启动气源,通过充气嘴给工件内腔充气,保压后,数字式电子气压表测试回路气压; 步骤S4,分拣:压紧气缸上升,下料气缸推动将工件从落料口落下,分拣组件根据步骤S3的气压测试结果,将工件推送至两不同轨道; 步骤S5,装框入库:重复步骤S2至S4,直至待测工件全部测试完毕,将良品装框入库。
2.根据权利要求1所述的机械密封件轴套裂纹快速自动检测方法,其特征在于:步骤S3中,给工件内腔充气气压为0.6MPa,充气时间为3〜5秒钟,保压时间为1.5〜2.5秒钟。
3.根据权利要求1所述的机械密封件轴套裂纹快速自动检测方法,其特征在于:步骤S4中,气压低于0.04MPa,分拣组件将工件推送至不良品轨道;步骤S3的气压不低于0.04MPa,分拣组件将工件推送至良品轨道。
4.根据权利要求1所述的机械密封件轴套裂纹快速自动检测方法,其特征在于:步骤SI中,所述分拣组件包括有人字型滑道、分拣气缸、拨片,人字型滑道入口连接在落料口底部,在人字型滑道的分叉处设有分拣气缸,分拣气缸缸杆末端连接拨片,拨片铰接人字型滑道侧壁,分拣气缸驱动拨片封堵一个通道。
5.根据权利要求1所述的机械密封件轴套裂纹快速自动检测方法,其特征在于:步骤SI中,所述分拣组件包括接料滑轨、接料气缸,接料滑轨设置在落料口处,接料滑轨底部与接料气缸连接,在接料气缸的驱动下,接料滑轨横跨接料口上方接住下料气缸推出的不良品。
6.根据权利要求1所述的机械密封件轴套裂纹快速自动检测控制器,其特征在于:包括有可编程控制器、接近开关、光电开关、电磁阀、继电器、步进电机驱动器,推挤气缸、压紧气缸、下料气缸及分拣气缸的极限位置均设有接近开关,同步带传送机构末端的正上方设有检测工件是否到达V型推块前方的光电开关,接近开关、光电开关、数字式电子气压表均电连接可编程控制器的输入端;可编程控制器的输出端通过电磁阀控制推挤气缸、压紧气缸、下料气缸、分拣气缸动作及充气嘴是否充气,可编程控制器的输出端通过步进电机驱动器控制同步带传送机构电机的动作,可编程控制器的输出端通过继电器控制振动筛动作。
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