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一種單電機(jī)多通插銷(xiāo)試驗(yàn)的制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種單電機(jī)多通插銷(xiāo)試驗(yàn)機(jī)，包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)和多個(gè)加載單元，多個(gè)加載單元連接在電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸上，多個(gè)加載單元之間通過(guò)聯(lián)軸器連接，其中加載單元包括軸、安裝在軸上的自動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)、大皮帶輪和安裝在軸上的加載機(jī)構(gòu)，其中自動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)和大皮帶輪通過(guò)皮帶傳動(dòng)，大皮帶輪安裝在加載機(jī)構(gòu)上。本發(fā)明利用自動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了一臺(tái)電機(jī)驅(qū)動(dòng)多個(gè)加載機(jī)構(gòu)，可以根據(jù)需要增加、減少加載機(jī)構(gòu)數(shù)量，效率高、成本低、操作方便、減小裝置的重量和體積。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種單電機(jī)多通插銷(xiāo)試驗(yàn)機(jī)【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于插銷(xiāo)試驗(yàn)機(jī)領(lǐng)域，特別涉及一種插銷(xiāo)試驗(yàn)機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]插銷(xiāo)試驗(yàn)主要用于定量地研究焊接冷裂紋的敏感性，也可用于研究再熱裂紋和層狀撕裂等。插銷(xiāo)試驗(yàn)機(jī)就是用來(lái)進(jìn)行插銷(xiāo)實(shí)驗(yàn)的設(shè)備，一般的插銷(xiāo)試驗(yàn)機(jī)由一臺(tái)控制系統(tǒng)和一臺(tái)加載機(jī)構(gòu)成。實(shí)驗(yàn)過(guò)程分為加載和保載兩個(gè)階段，加載過(guò)程通常可在數(shù)分鐘內(nèi)完成，而保載過(guò)程需等到試件斷裂為止，具體時(shí)間從半小時(shí)左右至二十幾小時(shí)不等，存在一定程度的不確定性。實(shí)際研究中，為了評(píng)價(jià)焊接冷裂紋的敏感性，通常需要做多次試驗(yàn)，一般的插銷(xiāo)試驗(yàn)機(jī)就顯得耗時(shí)耗力、效率低。
[0003]為了提高插銷(xiāo)試驗(yàn)機(jī)的效率，哈爾濱焊接研究所研制出了 HCL-2型多頭插銷(xiāo)試驗(yàn)機(jī)。楊文佩、楊書(shū)田等人重新設(shè)計(jì)了插銷(xiāo)試驗(yàn)機(jī)的主機(jī)部分和加載裝置，采用一臺(tái)控制系統(tǒng)控制五臺(tái)加載機(jī)構(gòu)，每臺(tái)加載機(jī)構(gòu)對(duì)應(yīng)一臺(tái)電機(jī)，五頭并聯(lián)，可同時(shí)進(jìn)行五個(gè)試件的實(shí)驗(yàn)；采用電動(dòng)加載，自動(dòng)記錄斷裂時(shí)間及當(dāng)試件斷裂后自動(dòng)切斷電源。這種方案節(jié)省了人力，提高了試驗(yàn)效率，然而這種方案的五個(gè)加載機(jī)構(gòu)并不是真正的“并聯(lián)”，實(shí)際情況是五臺(tái)加載機(jī)構(gòu)公用一個(gè)加載(卸載)線(xiàn)路，每一頭控制線(xiàn)路之間都有互鎖，也就是說(shuō)每次只能加載一臺(tái)。由于加載過(guò)程通?？稍跀?shù)分鐘內(nèi)完成，因而這種設(shè)計(jì)并不會(huì)影響實(shí)驗(yàn)效率，相反，可以保證加載力的準(zhǔn)確控制和系統(tǒng)的可靠性。既然并不會(huì)出現(xiàn)多臺(tái)電機(jī)同時(shí)工作的情況，使用多臺(tái)電機(jī)就不是一種最優(yōu)的設(shè)計(jì)方案。若能采用一臺(tái)電動(dòng)機(jī)根據(jù)需要驅(qū)動(dòng)多個(gè)加載機(jī)構(gòu)，將能夠降低成本、減小設(shè)備的體積和重量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種單電機(jī)多通插銷(xiāo)試驗(yàn)機(jī)，該試驗(yàn)機(jī)不僅可以實(shí)現(xiàn)一臺(tái)電機(jī)對(duì)多個(gè)加載機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)，還可以根據(jù)需要增加、減少加載機(jī)構(gòu)數(shù)量，并且自動(dòng)化程度高，操作性好。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
[0006]一種單電機(jī)多通插銷(xiāo)試驗(yàn)機(jī)，包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)和多個(gè)加載單元，多個(gè)加載單元連接在電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸上，多個(gè)加載單元之間通過(guò)聯(lián)軸器連接，其中加載單元包括軸、安裝在軸上的自動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)、大皮帶輪和安裝在軸上的加載機(jī)構(gòu)，其中自動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)和大皮帶輪通過(guò)皮帶傳動(dòng)，大皮帶輪安裝在加載機(jī)構(gòu)上。
[0007]優(yōu)選的，所述的軸為階梯軸。
[0008]優(yōu)選的，自動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)安裝在所述的階梯軸上；自動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)包括小皮帶輪、電磁離合、隔磁環(huán)、銜鐵和齒圈；小皮帶輪通過(guò)軸承安裝在軸上，齒圈通過(guò)螺栓固定安裝在小皮帶輪上；電磁離合包括磁軛和線(xiàn)圈，磁軛沿軸向上設(shè)有多個(gè)帶彈簧的頂針，磁軛和隔磁環(huán)通過(guò)鍵固定在軸的同一階梯上，隔磁環(huán)安裝在磁軛和小皮帶輪之間；銜鐵套裝在隔磁環(huán)上，能夠沿隔磁環(huán)軸向運(yùn)動(dòng)，銜鐵軸向一側(cè)設(shè)有與齒圈相配合的圓柱凹槽，在彈簧的作用下頂針和銜鐵另一側(cè)面接觸，圓柱凹槽設(shè)有與齒圈相匹配的內(nèi)齒狀結(jié)構(gòu)，齒圈處于圓柱凹槽內(nèi)。
[0009]優(yōu)選的，圓柱凹槽深度大于齒圈的齒厚度，所述的內(nèi)齒狀結(jié)構(gòu)設(shè)在圓柱凹槽內(nèi)壁外側(cè)；銜鐵右側(cè)面處于和磁軛接觸狀態(tài)時(shí)，圓柱凹槽的內(nèi)齒狀結(jié)構(gòu)和齒圈嚙合；圓柱凹槽底部處于和齒圈右側(cè)面接觸狀態(tài)時(shí)，圓柱凹槽的內(nèi)齒狀結(jié)構(gòu)和齒圈脫離。
[0010]優(yōu)選的，所述的隔磁環(huán)材料為非磁性材料。
[0011]優(yōu)選的，所述的軸為氣脹軸，軸上設(shè)有氣嘴和多個(gè)活動(dòng)的鍵條。
[0012]優(yōu)選的，自動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)安裝在所述的氣脹軸上；小皮帶輪為和氣脹軸套筒一體的結(jié)構(gòu)，氣脹軸主體部分的兩端各安裝一個(gè)軸套和軸承，帶套筒的小皮帶輪安裝在軸承上，套筒內(nèi)壁與氣脹軸主體部分留有間隙；軸承端蓋通過(guò)螺釘固定在小皮帶輪的套筒上。
[0013]優(yōu)選的，氣脹軸處于充氣狀態(tài)時(shí)，鍵條向外凸出，壓緊小皮帶輪的套筒；氣脹軸處于放氣狀態(tài)時(shí)，鍵條復(fù)位，脫離小皮帶輪的套筒。
[0014]優(yōu)選的，還包括控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)包括計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)采集卡、溫度傳感器、拉力傳感器、繼電電路和變頻器；溫度傳感器和拉力傳感器設(shè)置在加載機(jī)構(gòu)上；溫度傳感器和拉力傳感器的輸出端連接數(shù)據(jù)采集卡；數(shù)據(jù)采集卡的輸出端連接繼電電路，繼電電路通過(guò)變頻器連接電動(dòng)機(jī)；繼電電路還連接多個(gè)加載機(jī)構(gòu)的電磁離合；數(shù)據(jù)采集卡連接計(jì)算機(jī)。
[0015]優(yōu)選的，控制系統(tǒng)選擇加載機(jī)構(gòu)后，計(jì)算機(jī)通過(guò)采集卡向繼電電路輸出一個(gè)數(shù)字信號(hào)，使與所選擇的加載機(jī)構(gòu)對(duì)應(yīng)的電磁離合接合；隨后，計(jì)算機(jī)再通過(guò)采集卡向繼電電路輸出一個(gè)數(shù)字信號(hào)，該信號(hào)傳輸?shù)阶冾l器，通過(guò)變頻器啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)，加載開(kāi)始。
[0016]優(yōu)選的，溫度傳感器和拉力傳感器獲取的溫度和拉力信號(hào)通過(guò)采集卡傳輸給計(jì)算機(jī)，然后通過(guò)計(jì)算機(jī)比較采集到的拉力值與用戶(hù)的設(shè)定值，以此調(diào)整采集卡輸出，改變變頻器的等效輸出電壓，進(jìn)而控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，使加載過(guò)程平穩(wěn)。
[0017]優(yōu)選的，當(dāng)拉力達(dá)到設(shè)定值后，計(jì)算機(jī)通過(guò)采集卡輸出數(shù)字信號(hào)，控制繼電電路切斷電源，變頻器停止工作，進(jìn)而使電動(dòng)機(jī)停止工作，進(jìn)入保載階段。
[0018]優(yōu)選的，插銷(xiāo)拉斷后，計(jì)算機(jī)通過(guò)采集卡向繼電電路輸出一個(gè)數(shù)字信號(hào)，使與所選擇的加載機(jī)構(gòu)對(duì)應(yīng)的電磁離合接合；隨后計(jì)算機(jī)再通過(guò)采集卡輸出數(shù)字信號(hào)控制變頻器，使電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)，即加載機(jī)構(gòu)復(fù)位，完成卸載。
[0019]優(yōu)選的，控制系統(tǒng)進(jìn)行通道選擇時(shí)，同時(shí)選擇2?5個(gè)加載機(jī)構(gòu)，同時(shí)輸入相同組數(shù)的控制參數(shù)；控制系統(tǒng)自動(dòng)逐次進(jìn)行加載。
[0020]相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果是:
[0021]本發(fā)明所述的插銷(xiāo)試驗(yàn)機(jī)加載裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，單個(gè)加載裝置可以通過(guò)聯(lián)軸器連接，實(shí)現(xiàn)了一臺(tái)電機(jī)根據(jù)需要分別驅(qū)動(dòng)多個(gè)加載機(jī)構(gòu)，將能夠降低成本、減小設(shè)備的體積和重量。
[0022]進(jìn)一步，加載裝置設(shè)有自動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)，設(shè)計(jì)方案更合理，自動(dòng)化程度高，操作性好。
[0023]進(jìn)一步，自動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)可以為電動(dòng)或氣動(dòng)鎖緊方式，使該加載裝置應(yīng)用更廣泛。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0024]圖1是插銷(xiāo)試驗(yàn)機(jī)加載裝置結(jié)構(gòu)圖。
[0025]圖2是采用電磁離合的自動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖。
[0026]圖3是采用氣脹軸的自動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖。[0027]圖4是插銷(xiāo)試驗(yàn)機(jī)原理示意圖。
[0028]圖5是本發(fā)明單電機(jī)多通插銷(xiāo)試驗(yàn)機(jī)的控制系統(tǒng)原理框圖。
[0029]圖6是本發(fā)明單電機(jī)多通插銷(xiāo)試驗(yàn)機(jī)的工作流程圖。
[0030]圖7是繼電電路的電路原理圖。
[0031]其中:1、電動(dòng)機(jī)；2、軸；3、自動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)；4、大皮帶輪；5、小皮帶輪；6、加載機(jī)構(gòu)；
7、軸承；8、螺栓；9、齒圈；10、銜鐵；11、隔磁環(huán)；12、線(xiàn)圈；13、圓柱凹槽；14、頂針；15、磁軛；16、螺釘；17、軸套；18、鍵條；19、軸承端蓋；20、氣嘴；21、計(jì)算機(jī)；22、數(shù)據(jù)采集卡；23、溫度傳感器；24、取樣電阻；25、拉力傳感器；26、放大器；27、繼電電路；28、變頻器；29、電磁離
口 ο
【具體實(shí)施方式】
[0032]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0033]如圖1至圖3所示，一種單電機(jī)多通插銷(xiāo)試驗(yàn)機(jī)，包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)I和多個(gè)加載單元，多個(gè)加載單元連接在電機(jī)I的轉(zhuǎn)動(dòng)軸上，多個(gè)加載單元之間通過(guò)聯(lián)軸器連接，其中加載單元包括軸2、安裝在軸2上的自動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)3、大皮帶輪4和安裝在軸2上的加載機(jī)構(gòu)6，其中自動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)3和大皮帶輪4通過(guò)皮帶傳動(dòng)，大皮帶輪4安裝在加載機(jī)構(gòu)6上。軸2并非一根軸，而是由多段圖3中的階梯軸或圖4中的氣脹軸通過(guò)聯(lián)軸器相連構(gòu)成。
[0034]如圖2為本發(fā)明的一種實(shí)施方式，插銷(xiāo)試驗(yàn)機(jī)加載裝置的軸2為階梯軸，自動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)3安裝在所述的階梯軸2上；自動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)3包括小皮帶輪5、電磁離合、隔磁環(huán)11、銜鐵10和齒圈9 ;小皮帶輪5通過(guò)軸承7安裝在軸2上，齒圈9通過(guò)螺栓8固定安裝在小皮帶輪5上；電磁離合包括磁軛15和線(xiàn)圈12，磁軛15沿軸向上設(shè)有多個(gè)帶彈簧的頂針14，磁軛15和隔磁環(huán)11通過(guò)鍵固定在軸2的同一階梯上，隔磁環(huán)11安裝在磁軛15和小皮帶輪5之間；銜鐵10套裝在隔磁環(huán)11上，能夠沿隔磁環(huán)11軸向運(yùn)動(dòng)，銜鐵10軸向一側(cè)設(shè)有與齒圈9相配合的圓柱凹槽13，在彈簧的作用下頂針14和銜鐵10另一側(cè)面接觸，圓柱凹槽13設(shè)有與齒圈9相匹配的內(nèi)齒狀結(jié)構(gòu)，齒圈9處于圓柱凹槽13內(nèi)。圓柱凹槽13深度大于齒圈9的齒厚度，所述的內(nèi)齒狀結(jié)構(gòu)設(shè)在圓柱凹槽13內(nèi)壁外側(cè)；銜鐵10右側(cè)面處于和磁軛15接觸狀態(tài)時(shí)，圓柱凹槽13的內(nèi)齒狀結(jié)構(gòu)和齒圈9嚙合；圓柱凹槽13底部處于和齒圈9右側(cè)面接觸狀態(tài)時(shí)，圓柱凹槽13的內(nèi)齒狀結(jié)構(gòu)和齒圈9脫離。當(dāng)銜鐵10運(yùn)動(dòng)至磁軛15時(shí)，銜鐵10和齒圈9內(nèi)嚙合，當(dāng)銜鐵10運(yùn)動(dòng)至齒圈9時(shí)，銜鐵10和齒圈9脫離。隔磁環(huán)11是一個(gè)由非導(dǎo)磁材料做成的軸套，它確定了小皮帶輪5和磁軛15的相對(duì)位置。工作時(shí)，對(duì)線(xiàn)圈12通電，電流作用下磁軛15會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng),銜鐵10在磁場(chǎng)作用下向右移動(dòng),與齒圈9哨合,從而使小皮帶輪5隨階梯軸2 —起運(yùn)動(dòng)；對(duì)線(xiàn)圈12斷電，磁場(chǎng)消失，銜鐵10在帶有彈簧的頂針14的作用下向左移動(dòng)，與齒圈9分離，小皮帶輪5不再隨階梯軸2 —起運(yùn)動(dòng)。
[0035]如圖3為本發(fā)明的另一種實(shí)施方式，插銷(xiāo)試驗(yàn)機(jī)加載裝置的軸2為氣脹軸，軸2上設(shè)有氣嘴20和多個(gè)活動(dòng)的鍵條18。自動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)3安裝在所述的氣脹軸2上；小皮帶輪5為和氣脹軸套筒一體的結(jié)構(gòu)，氣脹軸2主體部分的兩端各安裝一個(gè)軸套17和軸承7，帶套筒的小皮帶輪5安裝在軸承7上，套筒內(nèi)壁與氣脹軸2主體部分留有間隙；軸承端蓋19通過(guò)螺釘16固定在小皮帶輪5的套筒上。工作時(shí)，向氣嘴20內(nèi)充氣，活動(dòng)的鍵條18向外凸出，壓緊小皮帶輪5的套筒，從而使小皮帶輪5隨氣脹軸2 —起運(yùn)動(dòng)；對(duì)氣嘴20放氣，活動(dòng)的鍵條18復(fù)位，退回氣脹軸2內(nèi)部，不再壓緊小皮帶輪5的套筒，小皮帶輪5不再隨氣脹軸
2 一起運(yùn)動(dòng)。
[0036]試驗(yàn)機(jī)工作時(shí)，電機(jī)I根據(jù)需要分別驅(qū)動(dòng)多個(gè)加載機(jī)構(gòu)，電動(dòng)機(jī)I將力和扭矩輸出到軸2，通過(guò)控制系統(tǒng)選擇需要進(jìn)行加載的機(jī)構(gòu)6后對(duì)相應(yīng)的自動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)3進(jìn)行通電(或充氣)夾緊，從而使小皮帶輪5隨軸2 —起運(yùn)動(dòng)，再經(jīng)皮帶將力和扭矩傳遞給大皮帶輪4，大皮帶輪4將力和扭矩輸入到加載機(jī)構(gòu)6中，完成對(duì)多個(gè)試驗(yàn)件的加載。
[0037]在圖4中，將被測(cè)定的金屬材料加工成一定形狀的插銷(xiāo)試棒，試驗(yàn)時(shí)把插銷(xiāo)插入底板中，使插銷(xiāo)頂端與底板上表面平齊，然后在底板上通過(guò)插銷(xiāo)端部位置堆焊一道試驗(yàn)焊縫，選擇焊接規(guī)范并控制熔深，使缺口位于靠近熔合線(xiàn)的粗晶區(qū)內(nèi)。缺口離表面的距離和焊接規(guī)范有關(guān)，對(duì)于新材料則應(yīng)根據(jù)給定的焊接規(guī)范進(jìn)行金相檢查，確定合適的缺口距離。當(dāng)焊縫冷卻到100?150°C時(shí)，對(duì)插銷(xiāo)施加規(guī)定的拉伸載荷，并保持這一載荷直至插銷(xiāo)斷裂。拉伸應(yīng)力越小，插銷(xiāo)承載的時(shí)間越長(zhǎng)。一般所加載荷越小，延續(xù)時(shí)間越長(zhǎng)，當(dāng)載荷小到某一臨界值時(shí)，插銷(xiāo)不會(huì)發(fā)生斷裂，這一載荷即為該材料在該試驗(yàn)條件下的臨界斷裂應(yīng)力值，從而可以評(píng)判該材料的冷裂紋敏感性。
[0038]請(qǐng)參閱圖5所示，本發(fā)明一種單電機(jī)多通插銷(xiāo)試驗(yàn)機(jī)，還包括控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)包括計(jì)算機(jī)21、數(shù)據(jù)采集卡22、溫度傳感器23、取樣電阻24、拉力傳感器25、放大器26、繼電電路27、變頻器28。
[0039]溫度傳感器23和拉力傳感器25設(shè)置在對(duì)應(yīng)加載機(jī)構(gòu)上,用于檢測(cè)試驗(yàn)時(shí)對(duì)應(yīng)插銷(xiāo)的受力與溫度；溫度傳感器23和拉力傳感器25的輸出端連接數(shù)據(jù)采集卡22 ;數(shù)據(jù)采集卡22的輸出端連接繼電電路27，繼電電路27通過(guò)變頻器28連接電動(dòng)機(jī)I ;繼電電路27還連接多個(gè)加載機(jī)構(gòu)6的電磁離合29 ;數(shù)據(jù)采集卡22連接計(jì)算機(jī)21。
[0040]控制系統(tǒng)選擇加載機(jī)構(gòu)6后，計(jì)算機(jī)21通過(guò)數(shù)據(jù)采集卡22向繼電電路27輸出一個(gè)數(shù)字信號(hào)，使與所選擇的加載機(jī)構(gòu)6對(duì)應(yīng)的電磁離合29接合；隨后，計(jì)算機(jī)21再通過(guò)采集卡22向繼電電路27輸出一個(gè)數(shù)字信號(hào)，該信號(hào)傳輸?shù)阶冾l器28，通過(guò)變頻器28啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)I，加載開(kāi)始。
[0041]溫度傳感器23和拉力傳感器25獲取的溫度和拉力信號(hào)分別經(jīng)取樣電阻24、放大器26處理后通過(guò)采集卡22傳輸給計(jì)算機(jī)21，然后通過(guò)計(jì)算機(jī)21比較采集到的拉力值與用戶(hù)的設(shè)定值，以此調(diào)整采集卡22輸出，改變變頻器28的等效輸出電壓，進(jìn)而控制電動(dòng)機(jī)I的轉(zhuǎn)速，使加載過(guò)程平穩(wěn)。
[0042]當(dāng)拉力達(dá)到設(shè)定值后，計(jì)算機(jī)21通過(guò)采集卡22輸出數(shù)字信號(hào)，控制繼電器切斷電源，變頻器28停止工作，進(jìn)而使電動(dòng)機(jī)I停止工作，進(jìn)入保載階段。
[0043]插銷(xiāo)拉斷后，計(jì)算機(jī)21通過(guò)采集卡22向繼電電路27輸出一個(gè)數(shù)字信號(hào)，使與所選擇的加載機(jī)構(gòu)6對(duì)應(yīng)的電磁離合29接合；隨后計(jì)算機(jī)21再通過(guò)采集卡22輸出數(shù)字信號(hào)控制變頻器28，使電動(dòng)機(jī)I反轉(zhuǎn)，即加載機(jī)構(gòu)6復(fù)位，完成卸載。
[0044]控制系統(tǒng)通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)了各通道之間的“互鎖”，即同一時(shí)刻只能有一臺(tái)正處于加載或卸載過(guò)程中。選擇加載機(jī)構(gòu)的同時(shí)需要輸入此次試驗(yàn)的控制參數(shù)。進(jìn)行通道選擇時(shí)，可同時(shí)選擇2?5個(gè)加載機(jī)構(gòu)，同時(shí)輸入相同組數(shù)的控制參數(shù)；控制系統(tǒng)自動(dòng)逐次進(jìn)行加載。
[0045]數(shù)據(jù)采集卡22選用研華公司生產(chǎn)的PCL-818L型采集卡，其分辨率為12位，采樣頻率40KHz，數(shù)字量輸入、輸出信號(hào)各16路，16位單端模擬輸入信號(hào)或8位差分輸入信號(hào)，I路模擬量輸出信號(hào)，基本時(shí)鐘基準(zhǔn)頻率為10MHz。
[0046]變頻器28選用日本富士公司生產(chǎn)的通用變頻器，型號(hào)為FVR0.4E11S-4JE，該變頻器體積小，性能高，低速范圍內(nèi)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)小，且具有PID控制、維護(hù)和保護(hù)功能等。
[0047]溫度傳感器23 (溫度變送器)型號(hào)HB-SWBZ，輸入信號(hào)K型，測(cè)量范圍O?1300°C，輸出信號(hào)4?20mA，供電電源為24VDC。
[0048]取樣電阻24的阻值取250 Ω，與溫度傳感器23所輸出的電流信號(hào)并接，從而將4?20mA的電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為I?5V的電壓信號(hào)。
[0049]拉力傳感器25型號(hào)BLR-ZSA，量程O(píng)?5t，傳感器精度0.5% FS0
[0050]有源放大器26型號(hào)為SY-2C-V3-D，放大器精度0.1 % FS,放大器輸出I?5VDC，供電電源為24VDC。
[0051]請(qǐng)參閱圖7所示，是一臺(tái)電動(dòng)機(jī)四個(gè)加載機(jī)構(gòu)時(shí)控制系統(tǒng)的繼電電路圖。4個(gè)通道需要8路單端模擬輸入量信號(hào)(Al)，用以接收從各加載機(jī)構(gòu)的溫度傳感器和壓力傳感器傳輸而來(lái)的溫度和壓力信號(hào)；I路模擬輸出量信號(hào)(A0)，用來(lái)向變頻器輸出模擬信號(hào)從而實(shí)現(xiàn)變頻控制電機(jī)轉(zhuǎn)速；6路數(shù)字輸出量信號(hào)，其中2路用來(lái)通過(guò)變頻器控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，另外4路用來(lái)控制相對(duì)應(yīng)的4個(gè)電磁離合的接合與否。所以，所選采集卡PCL-818L能夠滿(mǎn)足應(yīng)用要求。即僅使用一塊采集卡可以滿(mǎn)足4個(gè)加載機(jī)構(gòu)的全部模擬輸入端口號(hào)的要求以及控制電機(jī)轉(zhuǎn)向的開(kāi)關(guān)數(shù)字量的端口號(hào)要求。Jl?J6為6個(gè)5V的繼電器，YCl?YC4為4個(gè)電磁離合，JOl?J04為對(duì)應(yīng)的電磁離合的24V的電磁繼電器。
[0052]上述實(shí)施方式僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，不能以此來(lái)限定本發(fā)明保護(hù)的范圍，本領(lǐng)域技術(shù)人員在本發(fā)明的基礎(chǔ)上所做的任何非實(shí)質(zhì)性的變化及替換均屬于本發(fā)明所要求保護(hù)的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種單電機(jī)多通插銷(xiāo)試驗(yàn)機(jī)，其特征在于:包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)(I)和多個(gè)加載單元，多個(gè)加載單元連接在電機(jī)(I)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸上，多個(gè)加載單元之間通過(guò)聯(lián)軸器連接，其中加載單元包括軸(2)、安裝在軸(2)上的自動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)(3)、大皮帶輪(4)和安裝在軸(2)上的加載機(jī)構(gòu)出)，其中自動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)(3)上的小皮帶輪(5)和大皮帶輪(4)通過(guò)皮帶連接，大皮帶輪(4)安裝在加載機(jī)構(gòu)(6)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種單電機(jī)多通插銷(xiāo)試驗(yàn)機(jī)，其特征在于:所述的軸(2)為階梯軸；自動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)(3)安裝在所述的階梯軸(2)上；自動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)(3)包括小皮帶輪(5)、電磁離合、隔磁環(huán)(11)、銜鐵(10)和齒圈(9);小皮帶輪(5)通過(guò)軸承(7)安裝在軸(2)上，齒圈(9)通過(guò)螺栓(8)固定安裝在小皮帶輪(5)上；電磁離合包括磁軛(15)和線(xiàn)圈(12)，磁軛(15)沿軸向上設(shè)有多個(gè)帶彈簧的頂針(14)，磁軛(15)和隔磁環(huán)(11)通過(guò)鍵固定在軸⑵的同一階梯上，隔磁環(huán)(11)安裝在磁軛(15)和小皮帶輪(5)之間；銜鐵(10)套裝在隔磁環(huán)(11)上，能夠沿隔磁環(huán)(11)軸向運(yùn)動(dòng)，銜鐵(10)軸向一側(cè)設(shè)有與齒圈(9)相配合的圓柱凹槽(13)，在彈簧的作用下頂針(14)和銜鐵(10)另一側(cè)面接觸，圓柱凹槽(13)設(shè)有與齒圈(9)相匹配的內(nèi)齒狀結(jié)構(gòu)，齒圈(9)處于圓柱凹槽(13)內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種單電機(jī)多通插銷(xiāo)試驗(yàn)機(jī)，其特征在于:所述的圓柱凹槽(13)深度大于齒圈(9)的齒厚度，所述的內(nèi)齒狀結(jié)構(gòu)設(shè)在圓柱凹槽(13)內(nèi)壁外側(cè)；銜鐵(10)右側(cè)面處于和磁軛(15)接觸狀態(tài)時(shí)，圓柱凹槽(13)的內(nèi)齒狀結(jié)構(gòu)和齒圈(9)嚙合；圓柱凹槽(13)底部處于和齒圈(9)右側(cè)面接觸狀態(tài)時(shí)，圓柱凹槽(13)的內(nèi)齒狀結(jié)構(gòu)和齒圈(9)脫離。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種單電機(jī)多通插銷(xiāo)試驗(yàn)機(jī)，其特征在于:所述的軸(2)為氣脹軸，軸(2)上設(shè)有氣嘴(20)和多個(gè)活動(dòng)的鍵條(18);自動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)(3)安裝在所述的氣脹軸(2)上；小皮帶輪(5)為和氣脹軸套筒一體的結(jié)構(gòu)，氣脹軸(2)主體部分的兩端各安裝一個(gè)軸套(17)和軸承(7)，帶套筒的小皮帶輪(5)安裝在軸承(7)上，套筒內(nèi)壁與氣脹軸(2)主體部分留有間隙；軸承端蓋(19)通過(guò)螺釘(16)固定在小皮帶輪(5)的套筒上；氣脹軸(2)處于充氣狀態(tài)時(shí)，鍵條(18)向外凸出，壓緊小皮帶輪(5)的套筒；氣脹軸(2)處于放氣狀態(tài)時(shí)，鍵條(18)復(fù)位，脫離小皮帶輪(5)的套筒。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種單電機(jī)多通插銷(xiāo)試驗(yàn)機(jī)，其特征在于:還包括控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)包括計(jì)算機(jī)(21)、數(shù)據(jù)采集卡(22)、溫度傳感器(23)、取樣電阻(24)、拉力傳感器(25)、放大器(26)、繼電電路(27)和變頻器(28);溫度傳感器(23)和拉力傳感器(25)設(shè)置在加載機(jī)構(gòu)上；溫度傳感器(23)的輸出端與取樣電阻24并接后連接數(shù)據(jù)采集卡(22);拉力傳感器(25)的輸出端經(jīng)放大器(26)連接數(shù)據(jù)采集卡(22);數(shù)據(jù)采集卡(22)的輸出端連接繼電電路(27)，繼電電路(27)通過(guò)變頻器(28)連接電動(dòng)機(jī)(I);繼電電路(27)還連接多個(gè)加載機(jī)構(gòu)(6)的電磁離合(29);數(shù)據(jù)采集卡(22)連接計(jì)算機(jī)(21)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種單電機(jī)多通插銷(xiāo)試驗(yàn)機(jī)，其特征在于，控制系統(tǒng)選擇加載機(jī)構(gòu)(6)后，計(jì)算機(jī)(21)通過(guò)采集卡(22)向繼電電路(27)輸出一個(gè)數(shù)字信號(hào)，使與所選擇的加載機(jī)構(gòu)(6)對(duì)應(yīng)的電磁離合(29)接合；隨后，計(jì)算機(jī)(21)再通過(guò)采集卡(22)向繼電電路(27)輸出一個(gè)數(shù)字信號(hào)，該信號(hào)傳輸?shù)阶冾l器(28)，通過(guò)變頻器(28)啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)(I)，加載開(kāi)始。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種單電機(jī)多通插銷(xiāo)試驗(yàn)機(jī)，其特征在于，溫度傳感器(23)采集到的電流信號(hào)與取樣電阻(24)并接后轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)和拉力傳感器(25)獲取的拉力信號(hào)經(jīng)放大器(26)放大后通過(guò)采集卡(22)傳輸給計(jì)算機(jī)(21)，然后通過(guò)計(jì)算機(jī)(21)比較采集到的拉力值與用戶(hù)的設(shè)定值，以此調(diào)整采集卡(22)輸出，改變變頻器(28)的等效輸出電壓，進(jìn)而控制電動(dòng)機(jī)(I)的轉(zhuǎn)速，使加載過(guò)程平穩(wěn)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種單電機(jī)多通插銷(xiāo)試驗(yàn)機(jī)，其特征在于，當(dāng)拉力達(dá)到設(shè)定值后，計(jì)算機(jī)(21)通過(guò)采集卡(22)輸出數(shù)字信號(hào)，控制繼電電路(27)切斷電源，變頻器(28)停止工作，進(jìn)而使電動(dòng)機(jī)(I)停止工作，進(jìn)入保載階段。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種單電機(jī)多通插銷(xiāo)試驗(yàn)機(jī)，其特征在于:插銷(xiāo)拉斷后，計(jì)算機(jī)(21)通過(guò)采集卡(22)向繼電電路(27)輸出一個(gè)數(shù)字信號(hào)，使與所選擇的加載機(jī)構(gòu)(6)對(duì)應(yīng)的電磁離合(29)接合；隨后計(jì)算機(jī)(21)再通過(guò)采集卡(22)輸出數(shù)字信號(hào)控制變頻器(28)，使電動(dòng)機(jī)(I)反轉(zhuǎn)，即加載機(jī)構(gòu)(6)復(fù)位，完成卸載。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種單電機(jī)多通插銷(xiāo)試驗(yàn)機(jī)，其特征在于，控制系統(tǒng)進(jìn)行通道選擇時(shí)，同時(shí)選擇2~5個(gè)加載機(jī)構(gòu)，同時(shí)輸入相同組數(shù)的控制參數(shù)；控制系統(tǒng)自動(dòng)逐次進(jìn)行加載。
【文檔編號(hào)】G01N3/10GK103983520SQ201410242028
【公開(kāi)日】2014年8月13日 申請(qǐng)日期:2014年5月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月30日
【發(fā)明者】張建勛, 宋健赟, 武博, 朱彤, 李振崗 申請(qǐng)人:西安交通大學(xué)