專利名稱：回轉接頭耐久性測試原理及全自動試驗機的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種工程機械測試原理及試驗設備，特別涉及一種回轉接頭研究方面的試驗設備回轉接頭耐久性測試原理及全自動試驗機。
背景技術：
回轉接頭是液壓起重機、挖掘機、平地機等工程機械上的關鍵部件，用于連接起重機、挖掘機固定部分與旋轉部分的液壓、氣動管路，使上、下二部分的系統管路具有360°相對運動而不發生干涉。回轉接頭耐久性測試原理及全自動試驗機是一臺模擬回轉接頭工作過程的試驗設備，目前國內的回轉接頭耐久性測試原理及設備還處于較低的水平，僅靠人工讀取試驗參數，手工填寫數據，不能實時顯示回轉接頭的油壓、驅動轉矩、轉速等性能參數，試驗結果誤差較大，驅動電機也常因過載而卡死，此外，回轉接頭的油液通道中液壓加載壓力較低，不能對工作壓力高的回轉接頭進行耐久性試驗，因此研制一種新型的回轉接頭耐久性測試原理及試驗機是國內急需解決的課題。本回轉接頭耐久性測試原理及全自動試驗機液壓加載壓力可達42MPa，同時可對多種型號、不同外形的回轉接頭進行試驗，在國內首次實現了回轉接頭性能參數的自動檢測、實時顯示。

發明內容
本發明的目的是提供一種能模擬回轉接頭實際工況的回轉接頭耐久性測試原理及全自動試驗機，自動控制回轉接頭的回轉軸與殼體間相對轉動的轉速、轉向及轉角，實時顯示回轉接頭的油液壓力、驅動轉矩、轉速等性能參數，對回轉接頭密封件的密封性、溫度對驅動轉矩的影響，以及回轉接頭在壓力作用下零件的強度進行研究。本發明所述回轉接頭耐久性測試原理及全自動試驗機，其包括液壓加載系統，伺服電機驅動系統，PLC測控系統，液壓加載系統又由高壓部分，低壓部分組成；高壓部分包括液壓泵、溢流閥、高壓發生器、單向閥、二位二通電磁球閥、冷卻機；低壓部分包括液壓泵、 單向閥、溢流閥、三位四通電磁換向閥、單向調速閥；伺服電機驅動系統包括伺服電機、行星減速器、軸、錐齒輪、回轉接頭專用夾具、回轉接頭、滾動軸承；PLC測控系統包括溫度傳感器、流量傳感器、壓力傳感器、轉矩與轉速傳感器、PLC下位機、PC上位機。回轉接頭耐久性測試原理及全自動試驗機工作時，高壓部分的液壓泵啟動，二位二通電磁球閥的電磁鐵IYA斷電，液壓泵輸出液壓油進入高壓發生器，高壓發生器流出的高壓油經單向閥，同時進入回轉接頭的若干個高壓通道，對回轉接頭高壓通道進行加壓，低壓部分的液壓泵啟動，三位四通電磁換向閥的電磁鐵2YA得電，液壓泵輸出液壓油經單向閥，三位四通電磁換向閥左位進入回轉接頭的低壓通道，從低壓通道流出的液壓油經單向調速閥，三位四通電磁換向閥左位流回油箱，實現低壓通道加壓；由伺服電機驅動系統中的伺服電機經行星減速器降速后帶動一對錐齒輪轉動，錐齒輪、回轉接頭專用夾具帶動回轉接頭的回轉軸或殼體相對轉動，并通過伺服電機調節相對轉動的轉速、轉向及轉角。由PLC 測控系統中溫度傳感器、流量傳感器、壓力傳感器、扭矩與轉速傳感器分別檢測回轉接頭的油溫、油液流量、油液壓力、驅動轉矩及轉速，通過PLC下位機控制電磁閥的得失電，控制伺服電機的轉速、轉向及轉角，PC機負責傳感器采樣與A/D轉換，并實時顯示采集到的油溫、 油液流量、油液壓力、回轉接頭的驅動轉矩與轉速數據，生成壓力變化曲線。在運行2000小時的過程中通過觀察壓力傳感器所檢測油液壓力變化數據，判斷回轉接頭的內泄漏情況，裸眼觀察判斷回轉接頭有無外泄漏，從而研究密封件的密封性，觀察轉矩與轉速傳感器所檢測驅動轉矩的變化數據，研究回轉接頭溫度升高后對驅動轉矩的影響，在運行過程中查看回轉接頭的零件在壓力作用下是否損壞，研究零件在壓力作用下的強度。當溫度傳感器檢測油溫達到50°C時，回轉接頭停止相對轉動，二位二通電磁球閥的電磁鐵IYA得電，三位四通電磁換向閥的電磁鐵3YA得電，冷卻機啟動，高壓部分的液壓泵輸出液壓油進入高壓發生器，高壓發生器流出的高壓油經單向閥，同時進入回轉接頭的若干個高壓通道，高壓通道流出液壓油經二位二通電磁球閥右位流回油箱，而低壓部分的液壓泵流出液壓油經單向閥，三位四通電磁換向閥右位，單向調速閥進入回轉接頭的低壓通道，從低壓通道流出的液壓油經三位四通電磁換向閥右位流回油箱，試驗系統循環冷卻。 當溫度傳感器檢測油溫達到30°C時，二位二通電磁球閥的電磁鐵IYA斷電，三位四通電磁換向閥的電磁鐵2YA得電，試驗機又開始工作過程。本發明的要點在于它的測試原理及結構，其測試原理是采用液壓系統對回轉接頭的高壓通道、低壓通道進行加壓，高壓通道的高壓油由高壓發生器即雙作用自動增壓缸產生，壓力可達42MPa，低壓通道的低壓油壓力通過單向調速閥調節；由伺服電機經行星減速器降速后帶動一對錐齒輪轉動，錐齒輪、回轉接頭專用夾具帶動回轉接頭的回轉軸或殼體相對轉動，轉速、轉向及轉角均可自動調節；最后由PLC測控系統控制伺服電機的運轉、電磁閥的得失電，自動檢測回轉接頭的油溫、油液流量、油液壓力、驅動轉矩及轉速，并實時顯示所測參數，實現了回轉接頭性能參數的自動檢測，回轉接頭相對轉動的轉速、轉向及轉角的自動控制，將廣泛應用于回轉接頭的試驗技術領域。


圖1為本發明的結構示意2為本發明的液壓加載系統原理3為本發明的伺服電機驅動系統結構圖
具體實施例方式參照附圖，回轉接頭耐久性測試原理及全自動試驗機包括液壓加載系統1，伺服電機驅動系統2，PLC測控系統3。液壓加載系統由高壓部分，低壓部分組成，高壓部分的液壓泵4啟動，二位二通電磁球閥11電磁鐵IYA斷電，液壓泵輸出液壓油進入高壓發生器8，高壓發生器8流出的高壓油經單向閥9，同時進入回轉接頭的若干個高壓通道，對回轉接頭高壓通道進行加壓。低壓部分的液壓泵13啟動，三位四通電磁換向閥17電磁鐵2YA得電，液壓泵13輸出液壓油經單向閥14，三位四通電磁換向閥17左位進入回轉接頭的低壓通道，從低壓通道流出的液壓油經單向調速閥21，三位四通電磁換向閥17左位流回油箱，通過調節單向調速閥21的通流面積，使低壓通道建立起所需的壓力，實現低壓通道加壓。
所述伺服電機驅動系統的伺服電機22啟動，經行星減速器23降速后帶動錐齒輪 25轉動，錐齒輪25帶動錐齒輪沈轉動，由錐齒輪沈及專用夾具27帶動回轉接頭觀的回轉軸或殼體相對轉動，通過伺服電機來調節轉速、轉向及轉角，更換專用夾具27可對不同型號的回轉接頭進行試驗。溫度傳感器5、19、20檢測回轉接頭的油溫，流量傳感器7、16檢測通過回轉接頭油液流量，由壓力傳感器10、18檢測回轉接頭的油液壓力，扭矩與轉速傳感器M檢測回轉接頭的驅動轉矩與轉速。由PLC下位機控制二位二通電磁閥11、三位四通電磁換向閥17的得失電，控制伺服電機22的轉速、轉向及轉角，PC上位機負責傳感器采樣與A/D轉換，并實時顯示采集到的油溫、油液流量、油液壓力、回轉接頭的驅動轉矩與轉速數據，生成壓力變化曲線。在運行2000小時的過程中通過觀察壓力傳感器10、18所檢測油液壓力變化數據， 判斷回轉接頭的內泄漏情況，裸眼觀察判斷回轉接頭有無外泄漏，從而研究密封件的密封性。觀察轉矩與轉速傳感器M所檢測驅動轉矩的變化數據，研究回轉接頭溫度升高后對驅動轉矩的影響。在運行過程中查看回轉接頭的零件在壓力作用下是否損壞，研究零件在壓力作用下的強度。當溫度傳感器5檢測油溫達到50°C時，回轉接頭停止相對轉動，二位二通電磁球閥11電磁鐵IYA得電，三位四通電磁換向閥17電磁鐵3YA得電，冷卻機12啟動，液壓泵4 輸出液壓油進入高壓發生器8，高壓發生器8流出的高壓油經單向閥9，同時進入回轉接頭的若干個高壓通道，高壓通道流出液壓油經二位二通電磁球閥11右位流回油箱，而液壓泵 13流出液壓油經單向閥14，三位四通電磁換向閥17右位，單向調速閥21進入回轉接頭的低壓通道，從低壓通道流出的液壓油經三位四通電磁換向閥17右位流回油箱，試驗系統循環冷卻。當溫度傳感器5檢測油溫達到30°C時，二位二通電磁球閥11電磁鐵IYA斷電，三位四通電磁換向閥17電磁鐵2YA得電，試驗機又開始工作過程。
權利要求
1.一種回轉接頭耐久性測試原理及全自動試驗機，其特征在于回轉接頭耐久性測試原理及全自動試驗機包括液壓加載系統(1)，伺服電機驅動系統0)，PLC測控系統(3)，液壓加載系統又由高壓部分，低壓部分組成；高壓部分包括液壓泵G)、溢流閥(6)、高壓發生器(8)、單向閥(9)、二位二通電磁球閥(11)、冷卻機(12)；高壓部分的電機與液壓泵⑷連接，液壓泵的輸出端通過溢流閥(6)接油箱，同時液壓泵通過高壓發生器(8)、單向閥(9) 與回轉接頭的高壓通道連接，高壓通道又通過二位二通電磁球閥(11)接油箱；低壓部分包括液壓泵(13)、單向閥(14)、溢流閥(15)、三位四通電磁換向閥(17)、單向調速閥；低壓部分的電機與液壓泵(1 連接，液壓泵的輸出端通過溢流閥(1 接油箱，同時液壓泵通過單向閥(14)、三位四通電磁換向閥(17)與回轉接頭的低壓通道連接，低壓通道通過單向調速閥(21)、三位四通電磁換向閥(17)接油箱；伺服電機驅動系統包括伺服電機(22)、行星減速器(23)、軸(31)、錐齒輪05 J6)、回轉接頭專用夾具(27)、回轉接頭(觀)、滾動軸承09、30)；伺服電機0 通過螺釘與行星減速器連接，行星減速器通過聯軸器與轉矩、轉速傳感器04)連接，轉矩、轉速傳感器又通過聯軸器與一個錐齒輪0 連接，另一個錐齒輪06)通過螺釘與專用夾具(XT)連接，專用夾具又通過螺釘與回轉接頭08)連接， 錐齒輪06)裝在軸(31)上，并由滾動軸承(四、30)支承，軸(31)通過螺釘固定在底板上； PLC測控系統包括溫度傳感器(5、19、20)、流量傳感器(7、16)、壓力傳感器(10、18)、轉矩與轉速傳感器04)、PLC下位機、PC上位機。
2.根據權利要求書1所述的回轉接頭耐久性測試原理及全自動試驗機，其特征在于 回轉接頭耐久性測試原理及試驗機工作時，液壓加載系統(1)中二位二通電磁球閥(11)的電磁鐵IYA斷電，三位四通電磁換向閥(17)的電磁鐵2YA得電，液壓泵(4)所輸出高壓油分別進入回轉接頭的高壓通道，液壓泵(1 輸出低壓油進入低壓通道，對回轉接頭08)進行加壓，高壓油由高壓發生器(8)即雙作用自動增壓缸產生，壓力可達42MPa;低壓油壓力通過單向調速閥調節；由伺服電機驅動系統中的伺服電機02)經行星減速器03) 降速后帶動一對錐齒輪(25、26)轉動，錐齒輪( )、回轉接頭專用夾具(XT)帶動回轉接頭 (28)的回轉軸或殼體相對轉動，并通過伺服電機0 調節相對轉動的轉速、轉向及轉角； 由PLC測控系統(3)中溫度傳感器(5、19、20)、流量傳感器(7、16)、壓力傳感器(10、18)、轉矩與轉速傳感器04)分別檢測回轉接頭的油溫、油液流量、油液壓力、驅動轉矩及轉速，通過PLC下位機控制電磁閥的得失電，控制伺服電機的轉速、轉向及轉角，PC機負責傳感器采樣與A/D轉換，并實時顯示采集到的油溫、油液流量、油液壓力、回轉接頭的驅動轉矩與轉速數據，生成壓力變化曲線。
3.根據權利要求書2所述的回轉接頭耐久性測試原理及全自動試驗機，其特征在于 在運行2000小時的過程中通過觀察壓力傳感器(10、18)所檢測油液壓力變化數據，判斷回轉接頭的內泄漏情況，裸眼觀察判斷回轉接頭有無外泄漏，從而研究密封件的密封性；觀察轉矩與轉速傳感器04)所檢測驅動轉矩的變化數據，研究回轉接頭溫度升高后對驅動轉矩的影響；在運行的過程中查看回轉接頭的零件是否損壞，研究零件在壓力作用下的強度。
全文摘要
一種應用于工程機械試驗技術領域的回轉接頭耐久性測試原理及全自動試驗機，其包括液壓加載系統，伺服電機驅動系統，PLC測控系統，工作時由液壓加載系統在回轉接頭的油液通道輸入額定壓力的液壓油，再由伺服電機驅動系統使回轉接頭的回轉軸與殼體產生相對轉動，并調節相對轉動的轉速、轉向及轉角，最后由PLC測控系統控制電磁閥的得失電及伺服電機的運轉，自動檢測回轉接頭的油溫、油液流量、油液壓力、驅動轉矩及轉速，對信號進行處理，實時顯示采集到的數據。回轉接頭耐久性測試原理及全自動試驗機可模擬回轉接頭的實際工況，研究運轉2000小時過程中回轉接頭密封件的密封性、溫度對驅動轉矩的影響，以及回轉接頭在壓力作用下零件的強度。
文檔編號G01N3/12GK102564860SQ20121000644
公開日2012年7月11日 申請日期2012年1月11日 優先權日2012年1月11日
發明者何斌輝, 宋杰, 宋飚, 王立杰, 王芳, 鄔逵清, 陳惠明, 陳酉冰, 顧葉錢 申請人:南京林業大學