本實(shí)用新型屬于機(jī)床功能部件可靠性試驗(yàn)領(lǐng)域,涉及一種滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副鉗制器可靠性試驗(yàn)裝置,更確切地說,本實(shí)用新型涉及一種能夠?qū)Σ煌愋偷臐L動(dòng)直線導(dǎo)軌副鉗制器實(shí)現(xiàn)動(dòng)、靜態(tài)加載并進(jìn)行可靠性試驗(yàn)的試驗(yàn)裝置及應(yīng)用該試驗(yàn)裝置進(jìn)行可靠性試驗(yàn)的試驗(yàn)方法。
背景技術(shù):
近幾年,鉗制器的出現(xiàn)彌補(bǔ)了滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副減振性能相對(duì)較差、絲杠壽命和精度受刀具切削力和沖擊載荷影響、無自鎖特性無法避免停電等突發(fā)情況造成的工件墜落安全事故等缺陷。鉗制器部件以其體積小巧、高保持力、緊急時(shí)刻可剎車等優(yōu)點(diǎn)開始廣泛應(yīng)用于導(dǎo)軌副上。目前鉗制器的控制方式可分為手動(dòng)、氣壓和液壓三大類。其中手動(dòng)控制為箝制型;氣壓控制和液壓控制又可分為箝制型和帶剎車型兩類。
作為一種具有鉗制和剎車功能的部件,滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副鉗制器的主要性能參數(shù)包括鉗制力、反映時(shí)間和剎車距離。目前,行業(yè)對(duì)鉗制器的保持力和響應(yīng)時(shí)間檢驗(yàn)提出了行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),但是保持力檢驗(yàn)方案僅適用于箝制型鉗制器加載,沒有給出具體的加載裝置,且該方案對(duì)帶剎車型鉗制器并不適用。
同時(shí),針對(duì)鉗制器類的可靠性試驗(yàn)方法,目前實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)臺(tái)的搭建技術(shù)尚不完善,已有的試驗(yàn)臺(tái)所能試驗(yàn)的鉗制器種類、數(shù)量單一,試驗(yàn)效率低下。目前現(xiàn)有可查詢到的關(guān)于鉗制器方面的專利大多為鉗制器產(chǎn)品專利如專利號(hào):201410823241.6,或鉗制器性能檢測(cè)專利,如專利號(hào):201510703893.0,但關(guān)于鉗制器可靠性試驗(yàn)臺(tái)搭建方面的專利目前基本空白。本實(shí)用新型根據(jù)鉗制器實(shí)際使用工況,提出了一種能夠?qū)Σ煌瑪?shù)量、不同型號(hào)的滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副鉗制器進(jìn)行動(dòng)、靜態(tài)同步/異步加載并進(jìn)行可靠性試驗(yàn)的試驗(yàn)臺(tái)。通過該試驗(yàn)臺(tái)對(duì)鉗制器進(jìn)行可靠性試驗(yàn),為鉗制器的優(yōu)化設(shè)計(jì)及可靠性提高提供了依據(jù)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是目前滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副鉗制器可靠性試驗(yàn)裝置不能同時(shí)開展不同種類不同型號(hào)多數(shù)量的鉗制器的可靠性試驗(yàn),且不能模擬其實(shí)際使用工況,即不能進(jìn)行動(dòng)、靜態(tài)加載可靠性試驗(yàn),本實(shí)用新型提供了一種能夠?qū)Σ煌N類、不同型號(hào)、盡可能多數(shù)量的鉗制器實(shí)現(xiàn)動(dòng)、靜態(tài)加載并進(jìn)行可靠性試驗(yàn)的滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副鉗制器可靠性試驗(yàn)臺(tái)。
為解決上述技術(shù)問題,本實(shí)用新型是采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的,結(jié)合附圖說明如下:
一種滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副鉗制器可靠性試驗(yàn)裝置,由鉗制器工作臺(tái)主體部分、鉗制器控制結(jié)構(gòu)部分、載荷施加部分、鉗制器性能測(cè)試部分和自動(dòng)控制部分組成;
所述鉗制器工作臺(tái)主體部分包括壓力式鉗制器工作臺(tái)主體部分和手動(dòng)式鉗制器工作臺(tái)主體部分;
所述壓力式鉗制器工作臺(tái)主體部分包括鉗制器I42、滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副I8和工作臺(tái)I7;鉗制器I42通過間隙配合安裝在滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副I8上,并連接于工作臺(tái)I7下面;
所述手動(dòng)式鉗制器工作臺(tái)主體部分包括鉗制器II12、滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副II57和工作臺(tái)II51;鉗制器II12通過間隙配合安裝在滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副II57上,并連接于工作臺(tái)II51下面;
所述鉗制器控制結(jié)構(gòu)部分位于鉗制器工作臺(tái)主體部分外側(cè),控制鉗制器的鉗制和松開;
所述鉗制器控制結(jié)構(gòu)部分包括壓力式鉗制器控制裝置和手動(dòng)式鉗制器控制裝置;
所述的壓力式鉗制器控制裝置由轉(zhuǎn)接座59、壓力管46和鉗制器I控制輸入端43組成;壓力管46起始端連接轉(zhuǎn)接座59,結(jié)束端連接鉗制器I控制輸入端43;
所述的手動(dòng)式鉗制器控制裝置由減速電機(jī)58和鉗制器II控制輸入端48組成;鉗制器II控制輸入端48與減速電機(jī)58固定連接;所述鉗制器I控制輸入端43控制鉗制器I42,所述的鉗制器II控制輸入端48控制鉗制器II12;
所述載荷施加部分位于鉗制器工作臺(tái)主體部分的左右兩側(cè)和上端,模擬鉗制器實(shí)際工況下的軸向載荷和慣性載荷;
所述的載荷施加部分由加載單元I15、加載單元II10以及模擬慣性負(fù)載的配重塊I6、配重塊II49組成;所述加載單元I15和加載單元II10結(jié)構(gòu)相同,對(duì)稱設(shè)置在工作臺(tái)I7兩側(cè);配重塊I6固定在工作臺(tái)I7上,配重塊II49固定在工作臺(tái)II51上;
所述鉗制器性能檢測(cè)部分位于鉗制器工作臺(tái)主體部分外側(cè),與鉗制器控制結(jié)構(gòu)部分、載荷施加部分配合進(jìn)行鉗制器保持力檢測(cè)、響應(yīng)時(shí)間檢測(cè)和剎車距離檢測(cè);
所述自動(dòng)控制部分實(shí)現(xiàn)鉗制器控制結(jié)構(gòu)部分、載荷施加部分和鉗制器性能測(cè)試部分的自動(dòng)控制。
技術(shù)方案中所述壓力式鉗制器工作臺(tái)主體部分還包括滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副I支座67、滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副I墊板38、滑塊Ia4和滑塊Ib64;
所述滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副I支座67固定在地平鐵3上;
所述滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副I墊板38固定在滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副I支座67上;
所述滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副I8安裝在滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副I墊板38上;
滑塊Ia4、鉗制器I42、滑塊Ib64的依次排列通過間隙配合安裝在滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副I8上;
所述手動(dòng)式鉗制器工作臺(tái)主體部分還包括滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副II支座55、滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副II墊板54、滑塊IIa56和滑塊IIb65;
所述滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副II支座55固定在地平鐵3上;
所述滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副II墊板54固定在滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副II支座55凸臺(tái)上;
所述滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副II57安裝在滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副I墊板54上;
滑塊IIa56、鉗制器II12、滑塊IIb65依次排列通過間隙配合安裝在滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副II57上。
技術(shù)方案中所述鉗制器I42設(shè)有兩個(gè)或兩個(gè)以上,按滑塊Ia4、鉗制器I42、與鉗制器I42同型號(hào)的鉗制器、滑塊Ib64排列方式組合通過間隙配合安裝在滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副I8上;
所述鉗制器II12設(shè)有兩個(gè)或兩個(gè)以上,按滑塊IIa56、鉗制器II12、與鉗制器II12同型號(hào)的鉗制器、滑塊IIb65排列方式組合通過間隙配合安裝在滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副II57上。
技術(shù)方案中所述的加載單元I15由加載支撐部分、加載本體部分、加載驅(qū)動(dòng)部分和加載保護(hù)部分組成;
所述的加載支撐部分包括加載單元支撐底板I14、加載桿支座Ia16、加載桿支座Ib66、加載桿支座IIa18和加載桿支座IIb17;
加載桿支座Ia16、加載桿支座Ib66安裝于加載單元支撐底板I14上,加載桿I26穿過加載桿支座Ib66,加載桿支座IIa18、加載桿支座IIb17安裝于加載單元支撐底板I14上,加載桿II36穿過加載桿支座IIb17;
所述的加載本體部分包括加載頭I22、加載桿I26、加載頭II21、加載桿II36、連桿I25、連桿II34、導(dǎo)軌33、滑塊Ⅲ30、軸承支座32和軸承31;
加載桿I26設(shè)置于加載桿支座Ia16、加載桿支座Ib66之間,加載頭I22、鉗制器性能測(cè)試部分中的壓力傳感器I23、加載桿I26與加載驅(qū)動(dòng)部分中的活塞桿27依次連接;
加載桿I26上設(shè)有加載桿I轉(zhuǎn)軸24,加載桿I轉(zhuǎn)軸24通過鉸鏈與連桿I25連接;連桿I25通過鉸鏈與轉(zhuǎn)軸68連接;
加載桿II36置于加載桿支座IIa18、加載桿支座IIb17之間,加載頭II21、鉗制器性能測(cè)試部分中的壓力傳感器II37、加載桿II36依次連接;
加載桿II36上設(shè)有加載桿II轉(zhuǎn)軸35,加載桿II轉(zhuǎn)軸35通過鉸鏈與連桿II34連接;連桿II34通過鉸鏈與轉(zhuǎn)軸68連接;轉(zhuǎn)軸68套入軸承31內(nèi)圈中,軸承31外圈安裝于軸承支座32中;
軸承支座32與滑塊Ⅲ30連接;導(dǎo)軌33與加載單元支撐底板I14固定連接;滑塊Ⅲ30通過間隙配合安裝于導(dǎo)軌33上;
所述的加載驅(qū)動(dòng)部分包括活塞桿27、活塞缸I28和電液伺服閥29;
活塞桿27大圓端按圓周方向排列一組通孔,通過螺栓與加載桿I26尾端連接;活塞桿27小圓桿端置于活塞缸I28內(nèi)部;電液伺服閥29通過螺栓固定在活塞缸I28一端上;活塞缸I28兩側(cè)設(shè)有通孔,通過T型螺栓固定于加載單元支撐底板I14上;
所述的加載保護(hù)部分包括加載頭保護(hù)座I20和加載頭保護(hù)座II19;
加載頭保護(hù)座I20固定在加載單元支撐底板I14上;加載頭保護(hù)座I20中間設(shè)有通孔,通孔直徑大于壓力傳感器I23、加載桿I26的最大直徑;
加載頭保護(hù)座II19固定在加載單元支撐底板I14上;加載頭保護(hù)座II19中間設(shè)有通孔,通孔直徑大于壓力傳感器II37、加載桿II36的最大直徑。
技術(shù)方案中所述的鉗制器性能測(cè)試部分包括鉗制力性能測(cè)試裝置、反應(yīng)時(shí)間性能測(cè)試裝置和剎車距離性能測(cè)試裝置;
所述的鉗制力性能測(cè)試裝置包括壓力傳感器I23和壓力傳感器II37;
所述的反應(yīng)時(shí)間性能測(cè)試裝置包括壓力式壓力傳感器45和連接板Ib44;
所述壓力式壓力傳感器45固定在連接板Ib44上,連接板Ib44固定在工作臺(tái)I7側(cè)面;
所述的剎車距離性能測(cè)試裝置包括球光柵;
所述的球光柵包括球光柵1和球光柵2;
技術(shù)方案中所述的球光柵1包括球柵尺I支座a39、球柵尺I支座b62、球柵尺I61和球柵尺讀數(shù)頭I40;球柵尺I支座a39與球柵尺I支座b62設(shè)置于球柵尺I61兩端,球柵尺I支座a39與球柵尺I支座b62固定在滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副I墊板38上,球柵尺讀數(shù)頭I40安裝于球柵尺I61上,連接板Ia41固定在球柵尺讀數(shù)頭I40上端和工作臺(tái)I7外側(cè);
所述的球光柵2包括球柵尺II支座a53、球柵尺II支座b63、球柵尺II11和球柵尺讀數(shù)頭II13;球柵尺II支座a53、球柵尺II支座b63設(shè)置于球柵尺II11兩端,球柵尺I支座a39與球柵尺I支座b62固定在滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副I墊板38上,球柵尺讀數(shù)頭II13安裝于球柵尺II11上,連接板IIa52固定在球柵尺讀數(shù)頭II13上端和工作臺(tái)II51外側(cè)。
技術(shù)方案中所述的自動(dòng)控制部分包括上位工控機(jī)、下位可編程控制器PLC、伺服驅(qū)動(dòng)器和電磁換向閥;
所述的下位可編程控制器PLC的上行方向與上位工控機(jī)通訊,下行方向分別和伺服驅(qū)動(dòng)器以及電磁換向閥連接,伺服驅(qū)動(dòng)器輸出端與減速電機(jī)的電源接口和編碼器接口連接。
一種滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副鉗制器可靠性試驗(yàn)裝置的試驗(yàn)方法,包括以下步驟:
1)確定被測(cè)試鉗制器的型號(hào)和件數(shù),確定被測(cè)鉗制器的模擬加載的工況;
2)將被測(cè)試的鉗制器安裝到滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副上;根據(jù)被測(cè)鉗制器的模擬加載工況,安裝配重塊;
3)根據(jù)不同的試驗(yàn)條件將鉗制器可靠性試驗(yàn)分為四大部分:鉗制器空載下基本動(dòng)作試驗(yàn)、鉗制器受載下鉗制動(dòng)作試驗(yàn)、鉗制器受載下剎車動(dòng)作試驗(yàn)和鉗制器性能測(cè)試試驗(yàn)。
技術(shù)方案中所述鉗制器空載下基本動(dòng)作試驗(yàn)包括以下步驟:
1.1根據(jù)被測(cè)鉗制器的控制類型,安裝鉗制器控制結(jié)構(gòu)部分,如果被測(cè)鉗制器為壓力式鉗制器,還需安裝反應(yīng)時(shí)間檢測(cè)裝置;
1.2設(shè)定鉗制器鉗制和松開動(dòng)作頻率、次數(shù)、動(dòng)作間隔時(shí)間和鉗制器發(fā)生動(dòng)作的順序;
1.3待安裝檢查完畢后,開始試驗(yàn),通過自動(dòng)控制部分對(duì)被測(cè)鉗制器按設(shè)定方案循環(huán)進(jìn)行鉗制和松開動(dòng)作;
1.4數(shù)據(jù)采集:實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)鉗制器狀態(tài),采集反應(yīng)時(shí)間檢測(cè)裝置的壓力式壓力傳感器壓力信號(hào),每次試驗(yàn)完畢后對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分類整理與儲(chǔ)存;
1.5數(shù)據(jù)分析:對(duì)于手動(dòng)式鉗制器,分析測(cè)試時(shí)間與被測(cè)鉗制器故障信息之間的關(guān)系;對(duì)于壓力式鉗制器,分析測(cè)試時(shí)間、反應(yīng)時(shí)間信號(hào)數(shù)據(jù)和故障信息之間的關(guān)系;分析被測(cè)鉗制器在規(guī)定可靠度下的可靠壽命及在實(shí)際動(dòng)作時(shí)的性能。
所述鉗制器受載下鉗制動(dòng)作試驗(yàn),包括以下步驟:
2.1計(jì)算被測(cè)鉗制器保持力失效下滑動(dòng)的安全距離,并根據(jù)計(jì)算出的安全距離調(diào)節(jié)加載單元與工作臺(tái)左右兩側(cè)的相對(duì)位置;
2.2根據(jù)被測(cè)鉗制器的控制類型,安裝鉗制器控制結(jié)構(gòu)部分,保持力檢測(cè)裝置,如果被測(cè)鉗制器為壓力式鉗制器,還需安裝反應(yīng)時(shí)間檢測(cè)裝置;
2.3設(shè)定鉗制器鉗制和松開動(dòng)作頻率、次數(shù)、動(dòng)作間隔時(shí)間和鉗制器發(fā)生動(dòng)作的順序;
2.4根據(jù)被測(cè)鉗制器的出廠數(shù)據(jù)設(shè)定動(dòng)態(tài)力加載大小、頻率、時(shí)間;
2.5待安裝檢查完畢后,開始試驗(yàn),在被測(cè)鉗制器鉗制狀態(tài)下,從0開始以一定速度施加保持力,加載單元I15、加載單元II16對(duì)工作臺(tái)同步或者異步循環(huán)交錯(cuò)加載;
2.6當(dāng)加載力達(dá)到試驗(yàn)要求或鉗制器失效時(shí),加載單元的所有加載頭立即退回加載頭保護(hù)座內(nèi);
2.7數(shù)據(jù)采集:實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)鉗制器狀態(tài),采集加載單元壓力傳感器壓力信號(hào)、球光柵的位移信號(hào)、反應(yīng)時(shí)間檢測(cè)裝置的壓力式壓力傳感器45壓力信號(hào),每次試驗(yàn)完畢后對(duì)數(shù)據(jù)并進(jìn)行分類整理與儲(chǔ)存;
2.8數(shù)據(jù)分析:通過對(duì)數(shù)據(jù)分析得到在鉗制器鉗制時(shí)動(dòng)靜態(tài)力加載試驗(yàn)后鉗制器保持力的大小、鉗制器的響應(yīng)時(shí)間、被測(cè)鉗制器在規(guī)定可靠度下的可靠壽命、鉗制器在實(shí)際動(dòng)作時(shí)的性能的變化情況。
技術(shù)方案中所述鉗制器受載下剎車動(dòng)作試驗(yàn),包括以下步驟:
3.1計(jì)算被測(cè)鉗制器在一定初速度下剎車失效的安全距離,并根據(jù)計(jì)算出的安全距離調(diào)節(jié)加載單元與工作臺(tái)I左右兩側(cè)的相對(duì)位置;
3.2根據(jù)被測(cè)鉗制器的控制類型,安裝鉗制器控制裝置,保持力檢測(cè)裝置,剎車距離測(cè)試裝置,如果被測(cè)鉗制器存在壓力控制方式,還需安裝反應(yīng)時(shí)間檢測(cè)裝置;
3.3設(shè)定鉗制器鉗制和松開動(dòng)作頻率、次數(shù)、動(dòng)作間隔時(shí)間和鉗制器發(fā)生動(dòng)作的順序;
3.4根據(jù)被測(cè)鉗制器的出廠數(shù)據(jù)設(shè)定沖擊力加載大小、頻率、時(shí)間;
3.5待安裝檢查完畢后,開始試驗(yàn),在被測(cè)鉗制器松開狀態(tài)下,施加滿足一定初速度要求的沖擊力,加載單元I15、加載單元II16對(duì)工作臺(tái)同步或者異步循環(huán)交錯(cuò)加載;
3.6當(dāng)沖擊力加載完成后或鉗制器失效時(shí),加載單元的所有加載頭立即退回加載頭保護(hù)座內(nèi);
3.7數(shù)據(jù)采集:實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)鉗制器狀態(tài),采集加載單元壓力傳感器壓力信號(hào)、球光柵的位移信號(hào)、反應(yīng)時(shí)間檢測(cè)裝置的壓力式壓力傳感器壓力信號(hào),每次試驗(yàn)完畢后對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分類整理與儲(chǔ)存;
3.8數(shù)據(jù)分析:通過對(duì)數(shù)據(jù)分析得到在外加載荷作用下剎車試驗(yàn)后鉗制器保持力的大小、鉗制器的響應(yīng)時(shí)間、被測(cè)鉗制器在規(guī)定可靠度下的可靠壽命、鉗制器在實(shí)際動(dòng)作時(shí)的性能的變化情況。
所述鉗制器性能測(cè)試,包括以下步驟:
4.1最大保持力檢測(cè):加載單元從零開始以一定的速度勻速施加作用力直到鉗制器的位移發(fā)生突變?yōu)橹梗辉诩虞d的過程中同步采集壓力傳感器和球光柵的力和位移的測(cè)量值,位移測(cè)量值發(fā)生突變時(shí)對(duì)應(yīng)的力傳感器測(cè)量值為鉗制器最大保持力;
4.2響應(yīng)時(shí)間檢測(cè):鉗制器在鉗制過程中壓力會(huì)從一個(gè)初始值增加到工作壓力值,在松開過程中壓力會(huì)從工作壓力值降為初始值,通過壓力式壓力傳感器45檢測(cè)該壓力的變化,壓力變化的時(shí)間即為鉗制器響應(yīng)時(shí)間;
4.3剎車距離性能檢測(cè):在進(jìn)行鉗制器受載下剎車動(dòng)作試驗(yàn)的過程中,工作臺(tái)的移動(dòng),帶動(dòng)球柵尺讀數(shù)頭在球柵尺上滑動(dòng),球柵尺讀數(shù)頭從一定初速度到停止時(shí)所滑動(dòng)的距離即為剎車距離;
如果在可靠性試驗(yàn)時(shí),發(fā)生鉗制器失效現(xiàn)象,立即停止試驗(yàn),并記錄故障。
與現(xiàn)有技術(shù)相比本實(shí)用新型的有益效果是:
1.本實(shí)用新型所述的滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副鉗制器可靠性試驗(yàn)裝置,能同時(shí)對(duì)兩種尺寸型號(hào)、不同控制方式、同一制動(dòng)類型(箝制型/帶剎車型)的多個(gè)鉗制器進(jìn)行保持力方向的動(dòng)、靜態(tài)力模擬加載。
2.本實(shí)用新型所述的滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副鉗制器可靠性試驗(yàn)裝置,采用兩套電液伺服加載單元對(duì)兩種尺寸型號(hào)鉗制器上的工作臺(tái)進(jìn)行對(duì)稱地動(dòng)、靜態(tài)交錯(cuò)循環(huán)加載,從而模擬鉗制器在實(shí)際工作過程中所承受的載荷。
3.本實(shí)用新型所述的滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副鉗制器可靠性試驗(yàn)裝置,對(duì)于手動(dòng)式鉗制器,在鉗制器控制部分裝有可拆卸式減速電機(jī),對(duì)于氣壓和壓力式鉗制器,在鉗制器控制部分裝有儲(chǔ)能器和電磁換向閥,實(shí)現(xiàn)對(duì)不同控制類型鉗制器的自動(dòng)控制。
4.本實(shí)用新型所述的滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副鉗制器可靠性試驗(yàn)裝置,能實(shí)時(shí)檢測(cè)模擬載荷的大小、鉗制器控制輸入端氣壓/液壓大小和鉗制器的位移情況,實(shí)現(xiàn)鉗制器保持力大小檢測(cè)、響應(yīng)時(shí)間檢測(cè)和剎車距離檢測(cè)。
5.本實(shí)用新型所述的滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副鉗制器可靠性試驗(yàn)裝置,可以通過在工作臺(tái)上安裝不同質(zhì)量的配重塊進(jìn)行模擬滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副工作時(shí)的慣性載荷。
6.可根據(jù)導(dǎo)軌實(shí)際工作方式進(jìn)行水平安裝或垂直安裝,并分別進(jìn)行可靠性試驗(yàn)。
7.本實(shí)用新型設(shè)有加載單元的保護(hù)裝置,當(dāng)鉗制器失效時(shí),對(duì)加載單元本體和周圍人員進(jìn)行保護(hù)。
附圖說明
下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明:
圖1為本實(shí)用新型所述的滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副鉗制器可靠性試驗(yàn)裝置加載狀態(tài)的軸測(cè)投影圖;
圖2為本實(shí)用新型所述的滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副鉗制器可靠性試驗(yàn)裝置上兩組待測(cè)鉗制器本體部分俯視圖;
圖3為本實(shí)用新型所述的滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副鉗制器可靠性試驗(yàn)裝置上兩組待測(cè)鉗制器本體部分左視圖;
圖4為本實(shí)用新型所述的滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副鉗制器可靠性試驗(yàn)裝置上左側(cè)待測(cè)鉗制器本體部分軸視圖;
圖5為本實(shí)用新型所述的滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副鉗制器可靠性試驗(yàn)裝置上右側(cè)待測(cè)鉗制器本體部分軸視圖;
圖6為本實(shí)用新型所述的滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副鉗制器可靠性試驗(yàn)裝置加載單元軸視圖;
圖7為本實(shí)用新型所述的滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副鉗制器可靠性試驗(yàn)裝置加載單元局部軸視圖;
圖8為本實(shí)用新型所述的滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副鉗制器可靠性試驗(yàn)裝置控制原理框圖;
圖9為本實(shí)用新型所述的滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副鉗制器可靠性試驗(yàn)裝置可靠性試驗(yàn)流程圖。
其中1-Y方向滑軌支撐臺(tái),2-Y方向滑軌,3-地平鐵,4-滑塊Ia,5-液壓控制部分,6-配重塊I,7-工作臺(tái)I,8-滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副I,9-加載單元支撐底板II,10-加載單元II,11-球柵尺II,12-鉗制器II,13-球柵尺讀數(shù)頭II,14-加載單元支撐底板I,15-加載單元I,16-加載桿支座Ia,17-加載桿支座IIb,18-加載桿支座IIa,19-加載頭保護(hù)座II,20-加載頭保護(hù)座I,21-加載頭II,22-加載頭I,23-壓力傳感器I,24-加載桿I轉(zhuǎn)軸,25-連桿I,26-加載桿I,27-活塞桿,28-活塞缸I,29-電液伺服閥,30-滑塊Ⅲ,31-軸承,32-軸承支座,33-導(dǎo)軌,34-連桿II,35-加載桿II轉(zhuǎn)軸,36-加載桿II,37-壓力傳感器II,38-滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副I墊板,39-球柵尺I支座a,40-球柵尺讀數(shù)頭I,41-連接板Ia,42-鉗制器I,43-鉗制器I控制輸入端,44-連接板Ib,45-壓力式壓力傳感器,46-壓力管,47-連接板IIb,48-鉗制器II控制輸入端,49-配重塊II,50-工作臺(tái)II半球形凹槽,51-工作臺(tái)II,52-連接板IIa,53-球柵尺II支座a,54-滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副II墊板,55-滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副II支座,56-滑塊IIa,57-滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副II,58-減速電機(jī),59-轉(zhuǎn)接座,60-工作臺(tái)I半球形凹槽,61-球柵尺I,62-球柵尺I支座b,63-球柵尺II支座b,64-滑塊Ib,65-滑塊IIb,66-加載桿支座Ib,67-滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副I支座,68-轉(zhuǎn)軸。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作詳細(xì)的描述:
一、滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副鉗制器可靠性試驗(yàn)臺(tái)裝置
參閱圖1,本實(shí)用新型所述的滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副鉗制器可靠性試驗(yàn)臺(tái)由鉗制器工作臺(tái)主體部分,鉗制器控制結(jié)構(gòu)部分,載荷施加部分,鉗制器性能測(cè)試部分,自動(dòng)控制部分組成。其中,氣壓型鉗制器的可靠性試驗(yàn)臺(tái)與壓力式鉗制器的可靠性試驗(yàn)臺(tái)原理結(jié)構(gòu)基本一致,本專利以壓力式為例細(xì)描述。
1、鉗制器工作臺(tái)主體部分
參閱圖4,圖5,所述鉗制器工作臺(tái)主體部分由壓力式鉗制器工作臺(tái)主體部分和手動(dòng)式鉗制器工作臺(tái)主體部分組成。
其中,所述的壓力式鉗制器工作臺(tái)主體部分包括滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副I支座67、滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副I墊板38、滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副I8、滑塊Ia4、滑塊Ib64、鉗制器I42、工作臺(tái)I7;
所述的手動(dòng)式鉗制器工作臺(tái)主體部分包括滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副II支座55、滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副II墊板54、滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副II57、滑塊IIa56、滑塊IIb65、鉗制器II12、工作臺(tái)II51。
參閱圖4,壓力式鉗制器工作臺(tái)主體部分:滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副I支座67斷面呈“凸”型,兩側(cè)設(shè)有通孔,通過T型螺栓穿過通孔固定在地平鐵3上,凸面長(zhǎng)方向兩側(cè)設(shè)有螺紋孔;
滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副I墊板38和滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副I支座67螺紋孔相對(duì)應(yīng)位置設(shè)有通孔,通過螺栓穿過通孔固定在滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副I支座67凸臺(tái)上;
滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副I墊板38上設(shè)有與滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副I8安裝孔配合的螺紋孔,通過沉頭螺栓將滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副I8安裝在滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副I墊板38上;
按照滑塊Ia4、鉗制器I42、滑塊Ib64的排列方式將其組合通過間隙配合安裝在滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副I8上;
工作臺(tái)I7上設(shè)有通孔,通過螺栓穿過通孔將滑塊Ia4、鉗制器I42、滑塊Ib64與工作臺(tái)I7連接在一起;
可根據(jù)實(shí)際情況,在鉗制器I42上端與工作臺(tái)I7連接處通過同一螺栓連接方式增加墊片,保證滑塊Ia4、鉗制器I42、滑塊Ib64上表面同高。其中本實(shí)用新型不限制鉗制器I42的個(gè)數(shù),即為提高受試鉗制器數(shù)量,可安裝與鉗制器I42同型號(hào)的鉗制器,按滑塊Ia4、鉗制器I42、與鉗制器I42同型號(hào)的鉗制器、滑塊Ib64排列方式組合通過間隙配合安裝在滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副I8上。
參閱圖5,手動(dòng)式鉗制器工作臺(tái)主體部分:滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副II支座55斷面呈“凸”型,兩側(cè)設(shè)有通孔,通過T型螺栓穿過通孔固定在地平鐵3上,凸面長(zhǎng)方向兩側(cè)設(shè)有螺紋孔;
滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副II墊板54和滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副II支座55螺紋孔相對(duì)應(yīng)位置設(shè)有通孔,通過螺栓穿過通孔固定在滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副II支座55凸臺(tái)上;滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副II墊板54上設(shè)有與滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副II57安裝孔配合的螺紋孔,通過沉頭螺栓將滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副II57安裝在滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副I墊板54上;
按照滑塊IIa56、鉗制器II12、滑塊IIb65的排列方式將其組合通過間隙配合安裝在滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副II57上;
工作臺(tái)II51上設(shè)有通孔,通過螺栓穿過通孔將滑塊IIa56、鉗制器II12、滑塊IIb65連接在一起;可根據(jù)實(shí)際情況,在鉗制器II12上端與工作臺(tái)II51連接處通過同一螺栓連接方式增加墊片,保證滑塊IIa56、鉗制器II12、滑塊IIb65上表面同高。
其中本實(shí)用新型不限制鉗制器II12的個(gè)數(shù),即為提高受試鉗制器數(shù)量,可安裝與鉗制器II12同型號(hào)的鉗制器,按滑塊IIa56、鉗制器II12、與鉗制器II12同型號(hào)的鉗制器、滑塊IIb65排列方式組合通過間隙配合安裝在滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副II57上。
參閱圖2,圖3,本實(shí)用新型不限制滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副I墊板38和滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副II墊板54的厚度,即通過調(diào)節(jié)滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副I墊板38和滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副I墊板54的厚度保證工作臺(tái)I7和工作臺(tái)II51同高;
本實(shí)用新型不限制鉗制器I42和鉗制器II12的型號(hào),即對(duì)兩組鉗制器的控制方式、尺寸大小無限制,可靈活更換安裝過渡件滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副I墊板38和滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副II墊板54,最終保證工作臺(tái)I7和工作臺(tái)II51同高。本實(shí)用新型限制工作臺(tái)I7和工作臺(tái)II51各自左端面A1、A2和各自右端面B1、B2的相對(duì)位置,兩者需平齊,即通過滑塊調(diào)節(jié)兩工作臺(tái)的相對(duì)位置保證兩工作臺(tái)各自的左端面A1、A2和各自的右端面B1、B2都在同一平面內(nèi)。
2、鉗制器控制結(jié)構(gòu)部分
參閱圖3,圖4,圖5,所述的鉗制器控制結(jié)構(gòu)部分包括壓力式鉗制器控制裝置和手動(dòng)式鉗制器控制裝置。
其中,所述的壓力式鉗制器控制裝置由轉(zhuǎn)接座59、壓力管46、鉗制器I控制輸入端43組成;所述的手動(dòng)式鉗制器控制裝置由減速電機(jī)58、連接板IIb47、鉗制器II控制輸入端48組成。
參閱圖3,圖4,壓力式鉗制器控制裝置:將用于儲(chǔ)能器管道轉(zhuǎn)接的轉(zhuǎn)接座59放置于地平鐵3上,所述儲(chǔ)能器為空壓站或液壓站;壓力管46起始端通過管接頭連接轉(zhuǎn)接座59,結(jié)束端通過管接頭連接鉗制器I控制輸入端43,其中壓力管46長(zhǎng)度上留有一定余量供鉗制器I42在滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副I8滑動(dòng);通過電磁閥控制壓力的大小,從而控制鉗制器的鉗制和松開動(dòng)作。
參閱圖3,圖5,手動(dòng)式鉗制器控制裝置:連接板IIb47上端和中心都設(shè)有通孔,通過螺栓將減速電機(jī)58固定于連接板IIb47上,通過螺栓將連接板IIb47安裝于工作臺(tái)II51側(cè)面;通過緊定螺釘將減速電機(jī)58與鉗制器II控制輸入端48固聯(lián);通過減速電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制鉗制器的鉗制和松開動(dòng)作。把減速電機(jī)58和鉗制器II12固定在同一工作臺(tái)II51上,保證減速電機(jī)58不干涉鉗制器II12的滑動(dòng)。
3、載荷施加部分
參閱圖1,圖6,圖7,所述的載荷施加部分由加載單元I15、加載單元II10以及模擬慣性負(fù)載的配重塊I6、配重塊II49組成。
其中,加載單元I15和加載單元II10僅安放位置不同,結(jié)構(gòu)完全一致;
以加載單元I15為例,所述的加載單元I15由加載支撐部分、加載本體部分、加載驅(qū)動(dòng)部分、加載保護(hù)部分組成。
所述的加載支撐部分包括加載單元支撐底板I14、加載桿支座Ia16、加載桿支座Ib66、加載桿支座IIa18、加載桿支座IIb17;
所述的加載本體部分包括加載頭I22、加載桿I26、加載頭II21、加載桿II36、連桿I25、連桿II34、導(dǎo)軌33、滑塊Ⅲ30、軸承支座32、軸承31等;
所述的加載驅(qū)動(dòng)部分包括活塞桿27、活塞缸I28和電液伺服閥29;所述的加載保護(hù)部分包括加載頭保護(hù)座I20和加載頭保護(hù)座II19。
參閱圖6,圖7,加載支撐部分:加載桿支座Ia16、加載桿支座Ib66兩側(cè)設(shè)有通孔,按略小于加載桿I26長(zhǎng)度的間距,通過螺栓安裝于加載單元支撐底板I14上,加載桿I26穿過加載桿支座Ib66,加載桿支座IIa18、加載桿支座IIb17兩側(cè)設(shè)有通孔,按略小于加載桿II36長(zhǎng)度的間距,通過螺栓安裝于加載單元支撐底板I14上,加載桿II36穿過加載桿支座IIb17;加載桿支座Ia16、加載桿支座Ib66和加載桿支座IIa18、加載桿支座IIb17留有一定的縱向間距,即加載桿支座IIb17不與加載桿支座Ib66保持平齊,參閱圖6,加載桿支座IIb17比加載桿支座Ib66靠后一點(diǎn),加載桿支座Ia16、加載桿支座Ib66和加載桿支座IIa18、加載桿支座IIb17橫向間距取決于加載桿所需行程與連桿I25、連桿II34的長(zhǎng)度。
參閱圖6、圖7,加載本體部分:加載桿支座Ia16、加載桿支座Ib66中間設(shè)有與加載桿I26外徑相同大小的通孔,加載桿I26置于加載桿支座Ia16、加載桿支座Ib66之間,加載桿I26靠近加載桿支座Ib66端外伸出一段攻有螺紋的螺紋桿,通過螺紋連接壓力傳感器I23,所述的壓力傳感器I23為輪輻式壓力傳感器,前后面都設(shè)有螺紋孔;
加載頭I22前端為半球,后端為攻有螺紋的螺紋桿,通過螺紋連接壓力傳感器I23;
加載桿I26靠近加載桿支座Ia16底部按圓周方向排列一組螺紋孔,可通過螺栓連接活塞桿27;
加載桿I26中間處車有一段凹槽,凹槽上設(shè)有加載桿I轉(zhuǎn)軸24,連桿I25靠近加載桿I轉(zhuǎn)軸24處設(shè)有通孔,加載桿I轉(zhuǎn)軸24通過鉸鏈與連桿I25連接;連桿I25設(shè)有通孔,通過鉸鏈與轉(zhuǎn)軸68連接。
加載桿支座IIa18、加載桿支座IIb17中間設(shè)有與加載桿II36外徑相同大小的通孔,加載桿II36置于加載桿支座IIa18、加載桿支座IIb17之間,加載桿II36靠近加載桿支座IIb17端外伸出一段攻有螺紋的螺紋桿,通過螺紋連接壓力傳感器II37,所述的壓力傳感器II37為輪輻式壓力傳感器,前后面都設(shè)有螺紋孔;
加載頭II21前端為半球,后端為攻有螺紋的螺紋桿,通過螺紋連接壓力傳感器II37;
加載桿II36靠近加載桿支座IIa18底部按圓周方向排列一組螺紋孔;加載桿II36中間處車有一段凹槽,凹槽上設(shè)有加載桿II轉(zhuǎn)軸35,連桿II34靠近加載桿II轉(zhuǎn)軸35處設(shè)有通孔,加載桿II轉(zhuǎn)軸35通過鉸鏈與連桿II34連接;連桿II34設(shè)有通孔,通過鉸鏈與轉(zhuǎn)軸68連接;轉(zhuǎn)軸68套入軸承31內(nèi)圈中,軸承支座32中心處設(shè)有軸承安裝孔,軸承31外圈安裝于軸承支座32中;
軸承支座32兩側(cè)設(shè)有通孔,通過螺栓與滑塊Ⅲ30連接;導(dǎo)軌33通過沉頭螺栓與加載單元支撐底板I14固聯(lián);滑塊Ⅲ30通過間隙配合安裝于導(dǎo)軌33上。
起始狀態(tài),按上述機(jī)械連接約束方式,加載頭I22與加載頭II21錯(cuò)開一定距離,加載頭I22在前,加載頭II21在后。
加載驅(qū)動(dòng)部分:活塞桿27大圓端按圓周方向排列一組通孔,通過螺栓與加載桿I26尾端連接;活塞桿27小圓桿端置于活塞缸I28內(nèi)部;電液伺服閥29通過螺栓固定在活塞缸I28一端上;活塞缸I28兩側(cè)設(shè)有通孔,通過T型螺栓固定于加載單元支撐底板I14上。
加載單元的運(yùn)動(dòng)方式舉例,電液伺服閥29控制活塞桿27向前運(yùn)動(dòng),活塞桿27的向前移動(dòng)推動(dòng)加載桿I26向前移動(dòng),從而控制加載頭I22向前移動(dòng);加載桿I26向前移動(dòng)帶動(dòng)連桿I25俯視角方向逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),連桿I25逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)滑塊Ⅲ30在導(dǎo)軌33上向靠近加載桿I26方向滑動(dòng),滑塊Ⅲ30在導(dǎo)軌33向上滑動(dòng)帶動(dòng)連桿II34俯視角方向逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),連桿II34逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)加載桿II36向后移動(dòng),從而控制加載頭II21向后移動(dòng);通過上述方式實(shí)現(xiàn)以一個(gè)活塞為動(dòng)力源,加載桿I26與加載桿II36的平行逆向運(yùn)動(dòng)。其優(yōu)點(diǎn)在于,在進(jìn)行鉗制器的可靠性試驗(yàn)時(shí),僅通過兩個(gè)活塞動(dòng)力用,使加載單元I和加載單元II對(duì)工作臺(tái)I7和工作臺(tái)II51進(jìn)行同步交錯(cuò)加載或者異步交錯(cuò)加載,降低設(shè)備成本,提高加載效率。
本實(shí)用新型限制連桿I25、連桿II34的長(zhǎng)度,在滿足加載桿I26和加載桿II36的加載行程距離下,連桿I25、連桿II34不能轉(zhuǎn)動(dòng)到死點(diǎn),即連桿I25、連桿II34應(yīng)適當(dāng)長(zhǎng)。
加載保護(hù)部分:加載頭保護(hù)座I20兩側(cè)設(shè)有通孔,通過螺栓固定在加載單元支撐底板I14上,保證加載頭保護(hù)座I20前面與加載單元支撐底板I14前面間距為0;加載頭保護(hù)座I20中間設(shè)有圓孔通孔,且通孔直徑大于壓力傳感器I23、加載桿I26的最大直徑;加載時(shí),加載頭I22穿過加載頭保護(hù)座I20,加載結(jié)束后,加載頭I22退回加載頭保護(hù)座I20內(nèi)。同樣,加載頭保護(hù)座II19兩側(cè)設(shè)有通孔,通過螺栓固定在加載單元支撐底板I14上,保證加載頭保護(hù)座II19前面與加載單元支撐底板I14前面間距為0;加載頭保護(hù)座II19中間設(shè)有圓孔通孔,且通孔直徑大于壓力傳感器II37、加載桿II36的最大直徑;加載時(shí),加載頭II21穿過加載頭保護(hù)座II19,加載結(jié)束后,加載頭II21退回加載頭保護(hù)座II19內(nèi)。
參閱圖1,加載單元I15按上述方式布置在加載單元支撐底板I14上,并置于工作臺(tái)I7和工作臺(tái)II51右側(cè),加載單元II10按上述方式布置在加載單元支撐底板II9上,并置于工作臺(tái)I7和工作臺(tái)II51左側(cè);具體安裝方式如下:加載單元支撐底板I14和加載單元支撐底板II9上四角處設(shè)有螺紋孔,Y方向滑軌2有兩條,對(duì)稱地布置在工作臺(tái)I7和工作臺(tái)II51的前后兩端,Y方向滑軌2設(shè)有T型槽,凸出的兩側(cè)按一定間距設(shè)有安裝Y方向滑軌2的螺紋通孔,加載單元支撐底板I14和加載單元支撐底板II9調(diào)節(jié)完與工作臺(tái)的相對(duì)位置后,通過T型螺栓固定在Y方向滑軌2;Y方向滑軌支撐臺(tái)1斷面為“凸”字型,凹下的兩側(cè)設(shè)有通孔,通過T型螺栓與地平鐵固定,中間凸面的兩側(cè)按Y方向滑軌2螺紋通孔間距設(shè)置螺紋孔,通過沉頭螺栓將Y方向滑軌2固定在Y方向滑軌支撐臺(tái)1上。
參閱圖4,工作臺(tái)I7左右兩端面上端中間處設(shè)有工作臺(tái)I半球形凹槽60,參閱圖3,工作臺(tái)II51左右兩端面上端中間處設(shè)有工作臺(tái)II半球形凹槽50,半球形凹槽60與半球形凹槽50大小相同,且距地平鐵3相同高度;通過調(diào)節(jié)滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副I墊板38和滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副II墊板54的高度與加載桿支座Ia16、加載桿支座Ib66和加載桿支座IIa18、加載桿支座IIb17橫向間距,保證加載頭I22與工作臺(tái)I半球形凹槽60同軸,加載頭II21與工作臺(tái)II半球形凹槽50同軸,在加載過程中,使加載頭與半球形凹槽配合,保證加載的穩(wěn)定性。
參閱圖1,配重塊I6通過螺栓固定在工作臺(tái)I7上,配重塊II49通過螺栓固定在工作臺(tái)II51上,可以根據(jù)試驗(yàn)需要,在工作平臺(tái)上放置不同重量的配重塊,來模擬慣性負(fù)載。
4、鉗制器性能測(cè)試部分
所述的鉗制器性能測(cè)試部分由鉗制力性能測(cè)試裝置、反應(yīng)時(shí)間性能測(cè)試裝置和剎車距離性能測(cè)試裝置組成。
所述的鉗制力性能測(cè)試裝置包括壓力傳感器;
所述的反應(yīng)時(shí)間性能測(cè)試裝置包括壓力式壓力傳感器45和連接板Ib44;
所述的剎車距離性能測(cè)試裝置包括球光柵。
參閱圖7,鉗制力性能測(cè)試裝置:所述的壓力傳感器包括壓力傳感器I23和壓力傳感器II37;所述壓力傳感器I23為輪輻式壓力傳感器,前后面都設(shè)有螺紋孔,壓力傳感器I23前端通過螺紋連接加載頭I22,后端通過螺紋連接加載桿I26;所述的壓力傳感器II37為輪輻式壓力傳感器,前后面都設(shè)有螺紋孔,壓力傳感器II37前端通過螺紋連接加載頭II21,后端通過螺紋連接加載桿II36;壓力傳感器I23和壓力傳感器II37用來記錄加載頭與工作臺(tái)之間的相互作用力。
參閱圖2、圖3、圖4,反應(yīng)時(shí)間性能測(cè)試裝置:壓力式壓力傳感器45安裝于工作臺(tái)I7內(nèi)側(cè)。
所述的壓力式壓力傳感器45周圍設(shè)有安裝孔,通過螺栓固定在連接板Ib44上,連接板Ib44上端設(shè)有螺紋孔,通過螺栓固定在工作臺(tái)I7側(cè)面;壓力式壓力傳感器45一端通過壓力管46連接鉗制器I控制輸入端43,另一端通過壓力管46連接轉(zhuǎn)接座59。通過壓力式鉗制器控制裝置控制鉗制器的鉗制和松開。鉗制器在鉗制過程中壓力會(huì)從一個(gè)初始值增加到工作壓力值,在松開過程中壓力會(huì)從工作壓力值降為初始值,通過壓力式壓力傳感器45檢測(cè)該壓力的變化,壓力變化的時(shí)間即為鉗制器響應(yīng)時(shí)間。
參閱圖2,剎車距離性能測(cè)試裝置:所述的球光柵包括球光柵1和球光柵2。
所述的球光柵1包括球柵尺I支座a39、球柵尺I支座b62、球柵尺I61和球柵尺讀數(shù)頭I40,球柵尺I支座a39與球柵尺I支座b62中間設(shè)有通孔,與球柵尺I61配合置于球柵尺I61兩端,球柵尺I支座a39與球柵尺I支座b62兩端設(shè)有通孔,通過螺栓固定在滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副I墊板38上,球柵尺讀數(shù)頭I40安裝于球柵尺I61上,連接板Ia41斷面為“L”型,“L”型上下端兩角處設(shè)有通孔,通過螺栓固定在球柵尺讀數(shù)頭I40上端和工作臺(tái)I7外側(cè);
所述的球光柵2包括球柵尺II支座a53、球柵尺II支座b63、球柵尺II11和球柵尺讀數(shù)頭II13,球柵尺II支座a53、球柵尺II支座b63中間設(shè)有通孔,與球柵尺II11配合置于球柵尺II11兩端,球柵尺I支座a39與球柵尺I支座b62兩端設(shè)有通孔,通過螺栓固定在滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副I墊板38上,球柵尺讀數(shù)頭II13安裝于球柵尺II11上,連接板IIa52斷面為“L”型,“L”型上下端兩角處設(shè)有通孔,通過螺栓固定在球柵尺讀數(shù)頭II13上端和工作臺(tái)II51外側(cè);工作臺(tái)的移動(dòng),帶動(dòng)球柵尺讀數(shù)頭在球柵尺上滑動(dòng),輸出位移脈沖。
剎車距離是指工作臺(tái)I7、工作臺(tái)II51從指定速度起開始剎車減速到速度為零時(shí)所行走過的距離。工作臺(tái)I7、工作臺(tái)II51的移動(dòng),分別帶動(dòng)球光柵1和球光柵2滑動(dòng),可通過球光柵1和球光柵2輸出的位移脈沖,計(jì)算得到剎車距離。
5、自動(dòng)控制部分
參閱圖8,所述的自動(dòng)控制部分包括上位工控機(jī)、下位可編程控制器PLC、伺服驅(qū)動(dòng)器、A/D卡、電磁換向閥和信號(hào)放大器。
所述的下位可編程控制器PLC的上行方向與上位工控機(jī)通訊,下行方向分別和伺服驅(qū)動(dòng)器以及電磁換向閥連接,伺服驅(qū)動(dòng)器輸出端與減速電機(jī)的電源接口和編碼器接口連接。A/D卡與信號(hào)放大器之間通過數(shù)據(jù)線連接。
上位工控機(jī)控制界面由VB編制,在控制界面上選定工作模式和試驗(yàn)參數(shù),與下位可編程控制器PLC通過RS232C進(jìn)行串口通訊,下位可編程控制器PLC一方面通過伺服驅(qū)動(dòng)器控制減速電機(jī)的啟、停、正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)和轉(zhuǎn)動(dòng)角度,來控制手動(dòng)式鉗制器的松開/鉗制動(dòng)作,另一方面控制電磁換向閥動(dòng)作,一來控制壓力式鉗制器的松開/鉗制動(dòng)作,二來控制加載單元對(duì)工作臺(tái)施加載荷力,左右兩套加載單元由一個(gè)控制器的兩個(gè)通道控制,可實(shí)現(xiàn)左右兩套加載單元同步加載或異步加載,加載力的大小,動(dòng)態(tài)力頻率,加載波形、加載時(shí)間或者振幅等參數(shù)可以在上位工控機(jī)VB界面上進(jìn)行設(shè)置,加載過程中有球光柵1和球光柵2和壓力傳感器I23和壓力傳感器II37通過信號(hào)放大器放大、A/D數(shù)模轉(zhuǎn)換后反饋給上位工控機(jī),實(shí)現(xiàn)雙閉環(huán)控制,同時(shí),上位工控機(jī)讀取球光柵1和球光柵2、壓力傳感器I23和壓力傳感器II37和壓力式壓力傳感器45讀數(shù),實(shí)時(shí)保存并顯示鉗制器性能參數(shù)數(shù)據(jù)。
二、滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副鉗制器可靠性試驗(yàn)臺(tái)工作原理
參閱圖1,圖中給出了通過兩套電液伺服加載單元和不同質(zhì)量的配重塊同時(shí)對(duì)兩套工作臺(tái)即兩套鉗制器圖中示意為壓力式鉗制器和手動(dòng)式鉗制器進(jìn)行加載可靠性試驗(yàn)的示意圖。首先根據(jù)試驗(yàn)要求、模擬鉗制器的工況決定左右兩套加載單元與兩工作臺(tái)之間的相對(duì)位置關(guān)系,以及兩工作臺(tái)上放置多少質(zhì)量的配重塊。然后在上位工控機(jī)VB控制界面上設(shè)置相關(guān)參數(shù)通過RS232C端口與下位可編程控制器PLC通訊,通過減速電機(jī)控制手動(dòng)式鉗制器動(dòng)作,通過泵站控制壓力式鉗制器動(dòng)作,啟動(dòng)兩套電液伺服加載單元同步或異步工作,加載單元I15通過加載頭I22對(duì)工作臺(tái)I7進(jìn)行正向加載時(shí),加載單元II10通過加載頭II21對(duì)工作臺(tái)II51進(jìn)行反向加載,試驗(yàn)過程中,壓力傳感器I23和壓力傳感器II37、球光柵1和球光柵2、壓力式壓力傳感器45檢測(cè)到的信號(hào)通過信號(hào)放大器和A/D轉(zhuǎn)換后反饋給上位工控機(jī),進(jìn)行閉環(huán)控制和實(shí)時(shí)監(jiān)控。
三、滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副鉗制器可靠性試驗(yàn)方法
本實(shí)用新型是針對(duì)滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副鉗制器可靠性提出的試驗(yàn)方法,能夠有效地對(duì)鉗制器進(jìn)行空載基本動(dòng)作、受載鉗制動(dòng)作、受載剎車動(dòng)作下鉗制器的性能可靠度評(píng)估分析,并檢驗(yàn)其性能參數(shù)保持性。
參閱圖9,具體試驗(yàn)步驟如下:
4)確定被測(cè)試鉗制器鉗制器I42和鉗制器II12的型號(hào)和件數(shù),確定被測(cè)鉗制器的模擬加載的工況。
5)參照?qǐng)D1,將被測(cè)試的鉗制器安裝到滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副I8和滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副II57上,按所述的鉗制器工作臺(tái)主體部分方法進(jìn)行安裝;根據(jù)被測(cè)鉗制器的模擬加載工況,安裝配重塊配重塊I6和配重塊II49;
6)根據(jù)不同的試驗(yàn)條件將鉗制器可靠性試驗(yàn)分為四大部分:鉗制器空載下基本動(dòng)作試驗(yàn)、鉗制器受載下鉗制動(dòng)作試驗(yàn)、鉗制器受載下剎車動(dòng)作試驗(yàn)和鉗制器性能測(cè)試試驗(yàn);
7)首先介紹鉗制器空載下基本動(dòng)作試驗(yàn)
4.1根據(jù)被測(cè)鉗制器的控制類型,安裝鉗制器控制裝置,如果被測(cè)鉗制器為壓力式鉗制器,還需安裝反應(yīng)時(shí)間檢測(cè)裝置;
4.2設(shè)定鉗制器鉗制和松開動(dòng)作頻率、次數(shù)及動(dòng)作間隔時(shí)間即鉗制器一次鉗制松開動(dòng)作內(nèi),鉗制和松開的間隔時(shí)間,如果在一條滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副存在大于等于2個(gè)被測(cè)鉗制器,還需設(shè)定鉗制器發(fā)生動(dòng)作的順序即測(cè)試鉗制器I42和鉗制器II12的順序;
4.3待安裝檢查完畢后,開始試驗(yàn),通過自動(dòng)控制部分對(duì)被測(cè)鉗制器按設(shè)定方案循環(huán)進(jìn)行鉗制和松開動(dòng)作;
4.4數(shù)據(jù)采集:實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)鉗制器狀態(tài),是否存在彈簧卡死、工作異響、摩擦片脫落或其他不可修復(fù)故障現(xiàn)象,采集反應(yīng)時(shí)間檢測(cè)裝置的壓力式壓力傳感器壓力信號(hào),每次試驗(yàn)完畢后對(duì)測(cè)試時(shí)間即從鉗制器開始試驗(yàn)到鉗制器發(fā)生故障的時(shí)間、反應(yīng)時(shí)間壓力信號(hào)、故障信息進(jìn)行分類整理與儲(chǔ)存;
4.5數(shù)據(jù)分析:對(duì)于手動(dòng)式鉗制器,分析測(cè)試時(shí)間與被測(cè)鉗制器故障信息之間的關(guān)系;對(duì)于壓力式鉗制器,分析測(cè)試時(shí)間、反應(yīng)時(shí)間信號(hào)數(shù)據(jù)和故障信息之間的關(guān)系;分析被測(cè)鉗制器在規(guī)定可靠度下的可靠壽命;反應(yīng)時(shí)間反映出鉗制器在實(shí)際動(dòng)作時(shí)的性能。
5鉗制器受載下鉗制動(dòng)作試驗(yàn)
5.1計(jì)算被測(cè)鉗制器保持力失效下滑動(dòng)的安全距離,按圖1安裝加載單元I15、加載單元II10與Y方向滑軌上,并根據(jù)計(jì)算出的安全距離調(diào)節(jié)加載單元I15、加載單元II10與工作臺(tái)I7、工作臺(tái)II57左右兩側(cè)的相對(duì)位置;
5.2根據(jù)被測(cè)鉗制器的控制類型,安裝鉗制器控制裝置,保持力檢測(cè)裝置,如果被測(cè)鉗制器為壓力式鉗制器,還需安裝反應(yīng)時(shí)間檢測(cè)裝置;
5.3設(shè)定鉗制器鉗制和松開動(dòng)作頻率、次數(shù)及動(dòng)作間隔時(shí)間,如果在一條滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副存在大于等于2個(gè)被測(cè)鉗制器,還需設(shè)定鉗制器發(fā)生動(dòng)作的順序;
5.4根據(jù)被測(cè)鉗制器的出廠數(shù)據(jù)如保持力大小、響應(yīng)時(shí)間等設(shè)定動(dòng)態(tài)力加載大小、頻率、時(shí)間;
5.5待安裝檢查完畢后,開始試驗(yàn),在被測(cè)鉗制器鉗制狀態(tài)下,從0開始以一定速度施加保持力,加載單元I15、加載單元II16對(duì)工作臺(tái)同步或者異步循環(huán)交錯(cuò)加載;
5.6當(dāng)加載力達(dá)到試驗(yàn)要求或鉗制器失效時(shí),加載單元的所有加載頭立即退回加載頭保護(hù)座內(nèi);
5.7數(shù)據(jù)采集:實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)鉗制器狀態(tài),是否存在彈簧卡死、工作異響、摩擦片脫落或其他不可修復(fù)故障現(xiàn)象,采集加載單元壓力傳感器壓力傳感器I23和壓力傳感器II37壓力信號(hào)、球光柵球光柵1和球光柵2的位移信號(hào)、反應(yīng)時(shí)間檢測(cè)裝置的壓力式壓力傳感器45壓力信號(hào),每次試驗(yàn)完畢后對(duì)測(cè)試時(shí)間、保持力壓力信號(hào)、位移信號(hào)、反應(yīng)時(shí)間壓力信號(hào)、故障信息進(jìn)行分類整理與儲(chǔ)存;
5.8數(shù)據(jù)分析:分析加載單元壓力傳感器的壓力信號(hào)與球光柵的位移信號(hào)得出鉗制器保持力的大小,分析反應(yīng)時(shí)間檢測(cè)裝置的壓力式壓力傳感器壓力信號(hào)得出被測(cè)鉗制器的響應(yīng)時(shí)間;分析測(cè)試時(shí)間保持力壓力信號(hào)、位移信號(hào)、反應(yīng)時(shí)間壓力信號(hào)、故障信息得到被測(cè)鉗制器在規(guī)定可靠度下的可靠壽命;保持力和反應(yīng)時(shí)間反映出鉗制器在實(shí)際動(dòng)作時(shí)的性能。最終得到在鉗制器鉗制時(shí)動(dòng)靜態(tài)力加載試驗(yàn)后鉗制器保持力的大小、鉗制器的響應(yīng)時(shí)間、被測(cè)鉗制器在規(guī)定可靠度下的可靠壽命、鉗制器在實(shí)際動(dòng)作時(shí)的性能的變化情況。
6鉗制器受載下剎車動(dòng)作試驗(yàn)
6.1計(jì)算被測(cè)鉗制器在一定初速度下剎車失效的安全距離,按圖1安裝加載單元I15、加載單元II16與Y方向滑軌上,并根據(jù)計(jì)算出的安全距離調(diào)節(jié)加載單元與工作臺(tái)I7、工作臺(tái)II57左右兩側(cè)的相對(duì)位置;
6.2根據(jù)被測(cè)鉗制器的控制類型,安裝鉗制器控制裝置,保持力檢測(cè)裝置,剎車距離測(cè)試裝置,如果被測(cè)鉗制器存在壓力液壓/氣壓控制方式,還需安裝反應(yīng)時(shí)間檢測(cè)裝置;
6.3設(shè)定鉗制器鉗制和松開動(dòng)作頻率、次數(shù)及動(dòng)作間隔時(shí)間,如果在一條滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副存在大于等于2個(gè)被測(cè)鉗制器,還需設(shè)定鉗制器發(fā)生動(dòng)作的順序;
6.4根據(jù)被測(cè)鉗制器的出廠數(shù)據(jù)如保持力大小、響應(yīng)時(shí)間等設(shè)定沖擊力加載大小、頻率、時(shí)間;
6.5待安裝檢查完畢后,開始試驗(yàn),在被測(cè)鉗制器松開狀態(tài)下,施加滿足一定初速度要求的沖擊力,加載單元I15、加載單元II16對(duì)工作臺(tái)同步或者異步循環(huán)交錯(cuò)加載;
6.6當(dāng)沖擊力加載完成后或鉗制器失效時(shí),加載單元的所有加載頭立即退回加載頭保護(hù)座內(nèi);
6.7數(shù)據(jù)采集:實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)鉗制器狀態(tài),是否存在彈簧卡死、工作異響、摩擦片脫落或其他不可修復(fù)故障現(xiàn)象,采集加載單元壓力傳感器壓力信號(hào)、球光柵的位移信號(hào)、反應(yīng)時(shí)間檢測(cè)裝置的壓力式壓力傳感器壓力信號(hào),每次試驗(yàn)完畢后對(duì)測(cè)試時(shí)間、保持力壓力信號(hào)、位移信號(hào)、反應(yīng)時(shí)間壓力信號(hào)、故障信息進(jìn)行分類整理與儲(chǔ)存;
6.8數(shù)據(jù)分析:分析加載單元壓力傳感器的壓力信號(hào)得到被測(cè)鉗制器受沖擊載荷的大小,分析球光柵的位移信號(hào)得到被測(cè)鉗制器剎車前的初速度和剎車距離,分析反應(yīng)時(shí)間檢測(cè)裝置的壓力式壓力傳感器壓力信號(hào)得出被測(cè)鉗制器的響應(yīng)時(shí)間;分析測(cè)試時(shí)間保持力壓力信號(hào)、位移信號(hào)、反應(yīng)時(shí)間壓力信號(hào)、故障信息得到被測(cè)鉗制器在規(guī)定可靠度下的可靠壽命;保持力、反應(yīng)時(shí)間、剎車距離反映出鉗制器在實(shí)際動(dòng)作時(shí)的性能。最終得到在外加載荷作用下剎車試驗(yàn)后鉗制器保持力的大小、鉗制器的響應(yīng)時(shí)間、被測(cè)鉗制器在規(guī)定可靠度下的可靠壽命、鉗制器在實(shí)際動(dòng)作時(shí)的性能的變化情況。
7鉗制器性能測(cè)試
一方面為了研究鉗制器性能保持性及性能衰退規(guī)律,需要對(duì)鉗制器出廠時(shí)分別進(jìn)行上述三部分試驗(yàn)鉗制器空載下基本動(dòng)作試驗(yàn)、鉗制器受載下鉗制動(dòng)作試驗(yàn)和鉗制器受載下剎車動(dòng)作試驗(yàn)后對(duì)鉗制器的最大保持力、響應(yīng)時(shí)間、剎車距離性能進(jìn)行檢測(cè),另一方面,在進(jìn)行可靠性試驗(yàn)時(shí),也需對(duì)這些參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),參數(shù)的異常也將作為鉗制器故障判斷的依據(jù)。
7.1最大保持力檢測(cè):加載單元從零開始以一定的速度勻速施加作用力直到鉗制器的位移發(fā)生突變?yōu)橹?。在加載的過程中同步采集壓力傳感器和球光柵的力和位移的測(cè)量值,位移測(cè)量值發(fā)生突變時(shí)對(duì)應(yīng)的力傳感器測(cè)量值為鉗制器最大保持力。
7.2響應(yīng)時(shí)間檢測(cè):鉗制器在鉗制過程中壓力會(huì)從一個(gè)初始值增加到工作壓力值,在松開過程中壓力會(huì)從工作壓力值降為初始值,通過壓力式壓力傳感器45檢測(cè)該壓力的變化,壓力變化的時(shí)間即為鉗制器響應(yīng)時(shí)間。
7.3剎車距離性能檢測(cè):在進(jìn)行鉗制器受載下剎車動(dòng)作試驗(yàn)的過程中,工作臺(tái)的移動(dòng),帶動(dòng)球柵尺讀數(shù)頭在球柵尺上滑動(dòng),球柵尺讀數(shù)頭從一定初速度到停止時(shí)所滑動(dòng)的距離即為剎車距離。
如果在可靠性試驗(yàn)時(shí),發(fā)生鉗制器失效現(xiàn)象,立即停止試驗(yàn),并記錄故障。
實(shí)際工況下,鉗制器的剎車動(dòng)作會(huì)發(fā)生在水平或者垂直導(dǎo)軌上,根據(jù)剎車距離的計(jì)算公式,水平剎車和垂直剎車的載荷區(qū)分在于鉗制器工作臺(tái)的整個(gè)自重,可在水平導(dǎo)軌上再增加配重塊模擬鉗制器工作臺(tái)的自重,來模擬垂直剎車工況。同時(shí),本實(shí)用新型不限制整個(gè)可靠性試驗(yàn)臺(tái)的安裝方式,可安裝在水平或者垂直的地平鐵上。