CN117664553B - 一种支重轮耐久试验系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及支重轮试验技术领域，尤其涉及一种支重轮耐久试验系统，包括：试验单元，包括固定组件和加载组件；检测单元，包括用以获取支重轮中心点到支架一侧竖直杆的直线距离的视觉检测器、用以对支重轮的内部缺失体积进行检测的磁粉探伤仪以及用以获取加载组件的振动频率的振动传感器；控制单元，用以根据支重轮的最大偏移长度确定固定组件的第一运行策略，或，根据支重轮的最大偏移长度和支重轮的内部缺失体积确定磁粉探伤仪的工作策略，以及，根据支重轮的内部缺失体积和缺失体积与温度的线性相关系数对支重轮的标准形变值进行确定；本发明实现了试验系统检测准确性的提高。
Description
技术领域
本发明涉及支重轮试验技术领域，尤其涉及一种支重轮耐久试验系统。
背景技术
支重轮是机械设备中承受重量并传递运动的关键部件，其耐久性能直接影响到机械设备的使用寿命和性能。然而，目前市场上的支重轮试验系统缺少根据支重轮运行过程中状态变化确定耐久性，导致对支重轮的试验结果产生了影响。
中国专利公开号：CN103698113B公开了一种支重轮试验台，包括：包括底座，底座上设有两个平行放置的支重安装台，在两个支重安装台的一侧设有一个立柱，立柱上铰接一个安装带轮的安装支架，在两个支重安装台的另一侧设有一个螺纹压杆与安装支架的对应端配合，在安装支架上设有一个悬置在支重安装台上方的带轮，在安装支架的一侧还设有一个链轮安装在带轮轴上，在链轮的一侧还设有一个行星减速机，行星减速机上设有一圈轮齿与链轮啮合；由此可见，所述支重轮试验台存在以下问题：由于缺少对支重轮的内部缺失体积和温度的相关性的判定从而导致对支重轮的形变值的判定不准确进而影响支重轮试验结果准确性。
发明内容
为此，本发明提供一种支重轮耐久试验系统，用以克服现有技术中由于缺少对内部缺失体积和温度的相关性的判定从而导致对支重轮的形变值的判定不准确进而影响支重轮试验结果准确性的问题。
为实现上述目的，本发明提供一种支重轮耐久试验系统，包括：试验单元，包括用以固定支重轮的固定组件和设置在所述支架下方用以对支重轮施加周期性负载的加载组件；检测单元，其与所述试验单元相连，包括与所述支架相连用以获取支重轮中心点到支架一侧竖直杆的直线距离的视觉检测器、设置在所述视觉检测器下方用以对支重轮的内部缺失体积进行检测的磁粉探伤仪以及与所述加载组件相连用以获取加载组件的振动频率的振动传感器；控制单元，其与所述试验单元和所述检测单元分别相连，用以根据支重轮的最大偏移长度确定固定组件的第一运行策略，或，根据支重轮的最大偏移长度和支重轮的内部缺失体积确定磁粉探伤仪的工作策略，以及，根据支重轮的内部缺失体积和缺失体积与温度的线性相关系数对支重轮的标准形变值进行确定，以及，根据加载组件的振动频率确定固定组件的第二运行策略；其中，所述固定组件的第一运行策略中的下压压力大于所述第二运行策略的下压压力。
进一步地，所述固定组件包括：
支架，其与支重轮相连，用以对支重轮进行固定；
液压器，其与所述支架相连，用以调节支架的下压压力。
进一步地，所述控制单元获取若干单位检测周期内支重轮中心点到支架一侧竖直杆的直线距离并计算支重轮的最大偏移长度，若所述支重轮的最大偏移长度大于预设第一长度，所述控制单元判定试验质量的稳定性不符合要求，其中，
若所述支重轮的最大偏移长度大于预设第二长度，所述控制单元控制所述固定组件以所述第一运行策略运行；
所述支重轮的最大偏移长度的计算方法为：
，
其中，C为支重轮的最大偏移长度，c1为若干检测周期内支重轮中心点到支架一侧竖直杆的最大直线距离，c0为检测前支重轮中心点与支架的距离。
进一步地，所述第一运行策略为，所述控制单元控制支架以第一对应下压压力对支重轮进行固定，其中，第一对应下压压力通过支重轮的最大偏移长度与预设第二长度的差值确定。
进一步地，若所述支重轮的最大偏移长度大于预设第一长度且小于等于预设第二长度，所述控制单元控制所述磁粉探伤仪获取支重轮的内部缺失体积，
若所述支重轮的内部缺失体积大于预设第二体积，所述控制单元确定磁粉探伤仪的工作策略。
进一步地，所述磁粉探伤仪的工作策略为，所述控制单元根据支重轮的内部缺失体积与预设第二体积的差值确定磁粉探伤仪磁性的探测长度。
进一步地，若所述支重轮的内部缺失体积大于预设第一体积且小于等于预设第二体积，所述控制单元获取支重轮的温度，
根据在不同温度条件下的支重轮的内部缺失体积计算缺失体积与温度的线性相关系数，若所述线性相关系数大于预设系数，则对支重轮的标准形变值进行确定。
进一步地，基于缺失体积与温度的线性相关系数与预设系数的比值关系确定支重轮的标准形变值。
进一步地，所述控制单元获取完成确定固定组件的第一运行策略后加载组件的振动频率，
若所述加载组件的振动频率大于预设振动频率，所述控制单元控制所述固定组件以所述第二运行策略运行。
进一步地，所述固定组件的第二运行策略为，所述控制单元控制支架以第二对应下压压力对支重轮进行固定，其中，第二对应下压压力由加载组件的振动频率与预设振动频率的差值确定。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于，本发明所述系统对支重轮的耐久性进行检测，在运行过程中不同支重轮的尺寸存在细小的差别，使用支架的标准下压压力对不同尺寸的支重轮进行固定会导致支重轮在原有的下压压力的作用下无法被正确运行，导致支重轮试验过程中轨迹摇摆和运动轨迹的偏差大，通过增大支架的下压压力，提高支架与支重轮连接稳定性，减少由于支架不稳定对支重轮的耐久性产生的影响，实现了支重轮试验系统检测准确性的提高。
进一步地，本发明所述系统对支重轮的耐久性进行检测，由于支重轮的最大偏移长度增大，导致使用原有磁粉探伤仪磁性的探测长度对支重轮进行加磁时，支重轮无法正常接收来自磁粉探伤仪的磁力，导致检测到的支重轮的内部缺失体积偏大，通过增大磁粉探伤仪磁性的探测长度L，使得检测到的支重轮的内部缺失体积更接近于实际情况，进一步实现了支重轮试验系统检测准确性的提高。
进一步地，本发明所述系统对支重轮的耐久性进行检测，由于在对支重轮进行试验时会引起温度的升高，温度的升高会导致对支重轮磁性的减弱，导致磁粉探伤仪检测到的支重轮内部的缺陷体积增大，通过根据线性相关系数与预设系数的比值对支重轮的标准形变值的调整，进一步实现了支重轮试验系统检测准确性的提高。
进一步地，本发明所述系统对支重轮的耐久性进行检测，在完成对于固定组件的第一运行策略的确定后，由于增加了支架的下压压力导致支重轮对加载组件的压力增大和支重轮自身转动阻力增大，进而导致加载组件振动加剧影响对支重轮的检测准确性，通过对支架的下压压力的二次调节，实现了支架对支重轮固定力度的均衡调节，进一步实现了支重轮试验系统检测准确性的提高。
附图说明
图1为本发明实施例支重轮耐久试验系统的整体结构示意图；
图2为本发明实施例支重轮耐久试验系统的加载组件的剖视图；
图3为本发明实施例支重轮耐久试验系统的整体结构框图；
图4为本发明实施例支重轮耐久试验系统的检测单元的具体结构框图。
图例：支架1、视觉检测器2、液压器3、支重轮4、加载组件5、振动传感器6、磁粉探伤仪7、带轮8、底座9、支重轮轴10。
具体实施方式
为了使本发明的目的和优点更加清楚明白，下面结合实施例对本发明作进一步描述；应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非在限制本发明的保护范围。
需要指出的是，在本实施例中的数据均为通过本发明所述支重轮耐久试验系统在进行本次试验前根据历史数据综合分析得出；本发明支重轮耐久试验系统85天内累计统计、检测和计算出的3125例的支重轮与支架相对位置、支重轮的内部缺失体积、支重轮的内部缺失体积和温度的线性相关系数、加载组件的振动频率以及支重轮的最大偏移长度并综合确定针对支重轮耐久试验系统的各项预设参数标准的数值。本领域技术人员可以理解的是，本发明所述支重轮耐久试验系统针对单项上述参数的确定方式只要满足本发明所述支重轮耐久试验系统能够通过获取的数值明确界定单项判定过程中的不同特定情况即可。
请参阅图1、图2、图3以及图4所示，其分别为本发明支重轮耐久试验系统的整体结构示意图、加载装置的剖视图、整体结构框图以及检测单元的具体结构框图。本发明一种支重轮耐久试验系统，包括：
试验单元，包括用以固定支重轮的固定组件和设置在所述支架下方用以对支重轮施加周期性负载的加载组件5；
检测单元，其与所述试验单元相连，包括与所述支架相连用以获取支重轮中心点到支架一侧竖直杆的直线距离的视觉检测器2、设置在所述视觉检测器2下方用以对支重轮的内部缺失体积进行检测的磁粉探伤仪7以及与所述加载组件5相连用以获取加载组件的振动频率的振动传感器6；
控制单元，其与所述试验单元和所述检测单元分别相连，用以根据支重轮的最大偏移长度确定固定组件的第一运行策略，或，根据支重轮的最大偏移长度和支重轮的内部缺失体积确定磁粉探伤仪的工作策略，
以及，根据支重轮的内部缺失体积和缺失体积与温度的线性相关系数对支重轮的标准形变值进行确定，
以及，根据加载组件的振动频率确定固定组件的第二运行策略；
其中，所述固定组件的第一运行策略中的下压压力大于所述第二运行策略的下压压力。
具体而言，所述固定组件包括：
支架1，其与支重轮4相连，用以对支重轮4进行固定；
液压器3，其与所述支架1相连，用以调节支架1的下压压力。
具体而言，支重轮由盖板、支重轮体、圆柱销、浮动油封、螺栓、轴承套以及支重轮轴10组装得到。
具体而言，支架1与支重轮的支重轮轴10相连，且支架1与支重轮轴10的连接部位为磁铁，支重轮轴10为金属零件，因此支架1可通过磁吸力作用固定支重轮轴。
具体而言，加载组件包括：
底座3，其设置在所述支架的下方，用以支撑支重轮；
带轮组，其与所述底座相连，用以带动支重轮旋转，包括第一带轮和第二带轮；
运动电机（图中未画出），其与所述带轮组相连，用以提供带轮的运行动力；
其中，所述第一带轮和所述第二带轮的圆周转动的方向相同。
请继续参阅图1所示，所述控制单元获取若干单位检测周期内支重轮中心点到支架一侧竖直杆的直线距离并计算支重轮的最大偏移长度，若所述支重轮的最大偏移长度大于预设第一长度，所述控制单元判定试验质量的稳定性不符合要求，其中，
若所述支重轮的最大偏移长度大于预设第二长度，所述控制单元控制所述固定组件以所述第一运行策略运行；
所述支重轮的最大偏移长度的计算方法为：
，
其中，C为支重轮的最大偏移长度，c1为若干检测周期内支重轮中心点到支架一侧竖直杆的最大直线距离，c0为检测前支重轮中心点到支架竖直杆的直线距离。
所述第一运行策略为，所述控制单元控制支架以第一对应下压压力对支重轮进行固定，其中，第一对应下压压力通过支重轮的最大偏移长度与预设第二长度的差值确定。
具体而言，支重轮的最大偏移长度记为C，预设第一长度记为C1=3cm，预设第二长度记为C2=5cm，支重轮的最大偏移长度与预设第二长度的差值记为△C，设定△C=C-C2，预设长度差值记为△C0=2cm，确定第一对应下压压力的步骤为：
若△C≤△C0，所述控制单元使用预设第一压力调节系数α1对支架的下压压力F进行调节；
若△C＞△C0，所述控制单元使用预设第二压力调节系数α2对支架的下压压力F进行调节；
其中，1＜α1＜α2，调节后的第一对应下压压力F’=F×αi，αi为预设第i压力调节系数，设定i=1，2。
本发明所述系统对支重轮的耐久性进行检测，在运行过程中不同支重轮的尺寸存在细小的差别，使用支架的标准下压压力对不同尺寸的支重轮进行固定会导致支重轮在原有的下压压力的作用下无法被正确运行，导致支重轮试验过程中轨迹摇摆和运动轨迹的偏差大，通过增大支架的下压压力，提高支架与支重轮连接稳定性，减少由于支架不稳定对支重轮的耐久性产生的影响，实现了支重轮试验系统检测准确性的提高。
请继续参阅图1所示，若所述支重轮的最大偏移长度大于预设第一长度且小于等于预设第二长度，所述控制单元控制所述磁粉探伤仪获取支重轮的内部缺失体积，
若所述支重轮的内部缺失体积大于预设第二体积，所述控制单元确定磁粉探伤仪的工作策略。
所述磁粉探伤仪的工作策略为，所述控制单元根据支重轮的内部缺失体积与预设第二体积的差值确定磁粉探伤仪磁性的探测长度。
具体而言，支重轮的内部缺失体积记为M，预设第一体积记为M1=6cm3，预设第二体积记为M2=8cm3，支重轮的内部缺失体积与预设第二体积的差值记为△M，设定△M=M-M2，预设体积差值记为△M0=2cm3，
若△M≤△M0，所述控制单元使用预设第一调整参数β1对磁粉探伤仪磁性的探测长度L进行确定；
若△M＞△M0，所述控制单元使用预设第二调整参数β2对磁粉探伤仪磁性的探测长度L进行确定；
其中，1.8＜β1＜β2＜4，确定后的磁粉探伤仪磁性的探测长度L’=Lln（1+βj），其中，βj为预设第j调整参数，设定j=1，2。
本发明所述系统对支重轮的耐久性进行检测，由于支重轮的最大偏移长度增大，导致使用原有磁粉探伤仪磁性的探测长度对支重轮进行加磁时，支重轮无法正常接收来自磁粉探伤仪的磁力，导致检测到的支重轮的内部缺失体积偏大，通过增大磁粉探伤仪磁性的探测长度L，使得检测到的支重轮的内部缺失体积更接近于实际情况，进一步实现了支重轮试验系统检测准确性的提高。
请继续参阅图1所示，若所述支重轮的内部缺失体积大于预设第一体积且小于等于预设第二体积，所述控制单元获取支重轮的温度，
根据在不同温度条件下的支重轮的内部缺失体积计算缺失体积与温度的线性相关系数，若所述线性相关系数大于预设系数，则对支重轮的标准形变值进行确定。
具体而言，根据不同温度条件下的支重轮的内部缺失体积计算缺失体积与温度的线性相关系数为常用数学计算手段，在此不再赘述。
基于缺失体积与温度的线性相关系数与预设系数的比值关系确定支重轮的标准形变值。
具体而言，缺失体积与温度的线性相关系数记为R，预设系数记为R0=0.993，线性相关系数与预设系数的比值关系记为r，设定r=，预设比值记为r0=1.01，确定支重轮的标准形变值的步骤包括：
若r≤r0，所述控制单元使用预设第一体积调节系数δ1对支重轮的标准形变值V进行调节；
若r＞r0，所述控制单元使用预设第二体积调节系数δ2对支重轮的标准形变值V进行调节；
其中，0＜δ1＜δ2＜1，调节后的支重轮的标准形变值V’=V×（1-δg），δg为预设第g形变调节系数，设定g=1，2。
本发明所述系统对支重轮的耐久性进行检测，由于在对支重轮进行试验时会引起温度的升高，温度的升高会导致对支重轮磁性的减弱，导致磁粉探伤仪检测到的支重轮内部的缺陷体积增大，通过根据线性相关系数与预设系数的比值对支重轮的标准形变值V的调整，进一步实现了支重轮试验系统检测准确性的提高。
请继续参阅图1所示，所述控制单元获取完成确定固定组件的第一运行策略后加载组件的振动频率，
若所述加载组件的振动频率大于预设振动频率，所述控制单元控制所述固定组件以所述第二运行策略运行。
所述固定组件的第二运行策略为，所述控制单元控制支架以第二对应下压压力对支重轮进行固定，其中，第二对应下压压力由加载组件的振动频率与预设振动频率的差值确定。
具体而言，加载组件的振动频率记为H，预设振动频率记为H0=30HZ，加载组件的振动频率与预设振动频率的差值记为△H，设定△H=H-H0，预设振动频率差值记为△H0=10HZ，确定第二对应下压压力的步骤为：
若△H≤△H0，所述控制单元使用预设第四力度调节系数α4对第一对应下压压力进行调节；
若△H＞△H0，所述控制单元使用预设第三力度调节系数α3对第一对应下压压力进行调节；
其中，1＜α1＜α2，调节后的第二对应下压压力F”=F’×αk，αk为预设第k力度调节系数，设定k=3，4。
本发明所述系统对支重轮的耐久性进行检测，在完成对于固定组件的第一运行策略的确定后，由于增加了支架的下压压力导致支重轮对加载组件的压力增大和支重轮自身转动阻力增大，进而导致加载组件振动加剧影响对支重轮的检测准确性，通过对支架的下压压力的二次调节，实现了支架对支重轮固定力度的均衡调节，进一步实现了支重轮试验系统检测准确性的提高。
实施例1
将支重轮输送至加载组件上对支重轮进行耐久试验，
支架对支重轮进行固定，此时视觉检测器获取支重轮中心点与支架的距离，加载组件中的带轮对支重轮的运动状态进行改变，在对支重轮进行耐久试验过程中视觉检测器持续获取支重轮中心点与支架的距离，控制单元计算得出支重轮的最大偏移长度C=6cm，支重轮的最大偏移长度与预设第二长度的差值△C=1cm，
所述控制单元在△C≤△C0的情况下使用预设第一力度调节系数α1=1.12对支架的下压压力F=1KN进行调节，
调节后的第一对应下压压力F’=1.12KN。
本实施例1通过对支架的下压压力的增大，提高支架与支重轮的连接有效性，进一步实现了支重轮试验系统检测准确性的提高。
至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种支重轮耐久试验系统，其特征在于，包括：
试验单元，包括用以固定支重轮的固定组件和设置在所述固定组件下方用以对支重轮施加周期性负载的加载组件；
检测单元，其与所述试验单元相连，包括与所述固定组件相连用以获取支重轮中心点到支架一侧竖直杆的直线距离的视觉检测器、设置在所述视觉检测器下方用以对支重轮的内部缺失体积进行检测的磁粉探伤仪以及与所述加载组件相连用以获取加载组件的振动频率的振动传感器；
控制单元，其与所述试验单元和所述检测单元分别相连，用以根据支重轮的最大偏移长度确定固定组件的第一运行策略，或，根据支重轮的最大偏移长度和支重轮的内部缺失体积确定磁粉探伤仪的工作策略，
以及，根据支重轮的内部缺失体积和缺失体积与温度的线性相关系数对支重轮的标准形变值进行确定，
以及，根据加载组件的振动频率确定固定组件的第二运行策略；
其中，所述固定组件的第一运行策略中的下压压力大于所述第二运行策略的下压压力；
所述固定组件包括：
支架，其与支重轮相连，用以对支重轮进行固定；
液压器，其与所述支架相连，用以调节支架的下压压力。
2.根据权利要求1所述的支重轮耐久试验系统，其特征在于，所述控制单元获取若干单位检测周期内支重轮中心点到支架一侧竖直杆的直线距离并计算支重轮的最大偏移长度，若所述支重轮的最大偏移长度大于预设第一长度，所述控制单元判定试验质量的稳定性不符合要求，其中，
若所述支重轮的最大偏移长度大于预设第二长度，所述控制单元控制所述固定组件以所述第一运行策略运行；
所述支重轮的最大偏移长度的计算方法为：
，
其中，C为支重轮的最大偏移长度，c1为若干检测周期内支重轮中心点到支架一侧竖直杆的最大直线距离，c0为检测前支重轮中心点与支架的距离。
3.根据权利要求2所述的支重轮耐久试验系统，其特征在于，所述第一运行策略为，所述控制单元控制支架以第一对应下压压力对支重轮进行固定，其中，第一对应下压压力通过支重轮的最大偏移长度与预设第二长度的差值确定；所述预设第一长度小于所述预设第二长度。
4.根据权利要求3所述的支重轮耐久试验系统，其特征在于，若所述支重轮的最大偏移长度大于预设第一长度且小于等于预设第二长度，所述控制单元控制所述磁粉探伤仪获取支重轮的内部缺失体积，
若所述支重轮的内部缺失体积大于预设第二体积，所述控制单元确定磁粉探伤仪的工作策略。
5.根据权利要求4所述的支重轮耐久试验系统，其特征在于，所述磁粉探伤仪的工作策略为，所述控制单元根据支重轮的内部缺失体积与预设第二体积的差值确定磁粉探伤仪磁性的探测长度。
6.根据权利要求5所述的支重轮耐久试验系统，其特征在于，若所述支重轮的内部缺失体积大于预设第一体积且小于等于预设第二体积，所述控制单元获取支重轮的温度，
根据在不同温度条件下的支重轮的内部缺失体积计算缺失体积与温度的线性相关系数，若所述线性相关系数大于预设系数，则对支重轮的标准形变值进行确定。
7.根据权利要求6所述的支重轮耐久试验系统，其特征在于，基于缺失体积与温度的线性相关系数与预设系数的比值关系确定支重轮的标准形变值。
8.根据权利要求7所述的支重轮耐久试验系统，其特征在于，所述控制单元获取完成确定固定组件的第一运行策略后加载组件的振动频率，
若所述加载组件的振动频率大于预设振动频率，所述控制单元控制所述固定组件以所述第二运行策略运行。
9.根据权利要求8所述的支重轮耐久试验系统，其特征在于，所述固定组件的第二运行策略为，所述控制单元控制支架以第二对应下压压力对支重轮进行固定，其中，第二对应下压压力由加载组件的振动频率与预设振动频率的差值确定。
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