減速器性能檢測(cè)試驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)

張振芳 北方民族大學(xué)

引言

在現(xiàn)代的大型礦類生產(chǎn)企業(yè)，傳動(dòng)設(shè)備的存在幾乎隨處可見(jiàn)，減速器則是其中不可或缺的設(shè)備，由于減速器不乏工作在礦井等環(huán)境相對(duì)惡劣的地方，所以，減速器的性能檢測(cè)則是相當(dāng)重要的一道工序，其質(zhì)量的好與壞將直接影響到工業(yè)生產(chǎn)的進(jìn)度。因此設(shè)計(jì)一套完備的減速器試驗(yàn)臺(tái)系統(tǒng)檢測(cè)減速器的各項(xiàng)參數(shù)信息是極其重要的，減速器的主要作用是為了降低原動(dòng)機(jī)傳遞的轉(zhuǎn)速起到增大轉(zhuǎn)矩的作用來(lái)滿足現(xiàn)場(chǎng)工作環(huán)境的需要，減速器試驗(yàn)臺(tái)是減速器生產(chǎn)的最后一道性能檢測(cè)的關(guān)鍵程序，因此減速器試驗(yàn)臺(tái)的研究具有相當(dāng)深遠(yuǎn)的意義。

1 控制思想

本設(shè)計(jì)主體思想是利用改進(jìn)的模糊PID 控制拖動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，進(jìn)而控制電機(jī)的啟動(dòng)，通過(guò)找出比例、積分、微分這三個(gè)系數(shù)與拖動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)速之間的模糊關(guān)系。在運(yùn)行過(guò)程中，速度傳感器持續(xù)的檢測(cè)誤差的大小，根據(jù)模糊規(guī)則對(duì)三個(gè)系數(shù)進(jìn)行修改，不同狀態(tài)下對(duì)三個(gè)系數(shù)進(jìn)行調(diào)整，進(jìn)而使得系統(tǒng)擁有良好的動(dòng)態(tài)性能。

2 系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)

如圖2.1所示：本設(shè)計(jì)的主體機(jī)構(gòu)包括PLC 控制部分、加載模塊、現(xiàn)場(chǎng)信息采集模塊、人機(jī)界面交互部分、通信部分。各個(gè)部分介紹如下：

2.1 PLC 控制部分

由于PLC 使用便利，實(shí)用性、可靠性、通用性抗干擾能力強(qiáng)、也可通過(guò)一系列的編程實(shí)現(xiàn)對(duì)許多場(chǎng)合的控制。因此，采用西門子S300作為系統(tǒng)控制器，進(jìn)而控制變頻器以及各繼電器的啟動(dòng)與停止。現(xiàn)場(chǎng)傳感器等部件將信息也傳給PLC 進(jìn)行處理傳至上位機(jī)提供給操作員查看。

2.2 加載模塊

本設(shè)計(jì)的加載方案如圖2.2.1 所示，其中采用三相橋式整流器將來(lái)自轉(zhuǎn)子回路的交流電轉(zhuǎn)換成直流電能。在通過(guò)逆變器，將直流電能轉(zhuǎn)換為滿足一定要求的交流電能。轉(zhuǎn)換好的交流電能再通過(guò)變壓器回饋給電網(wǎng)。大電感的作用主要是為了濾掉諧波并續(xù)流。通過(guò)改變可控硅的逆變角就可以改變加載電機(jī)的機(jī)械特性曲線，從而使得與拖動(dòng)電機(jī)的機(jī)械特性交點(diǎn)發(fā)生改變。如圖所示，這樣測(cè)試減速器1 和陪試減速器2 的加載力矩就會(huì)改變了。使用這種方法，就可以實(shí)現(xiàn)平滑的無(wú)極加載，并且很大程度上解決了發(fā)熱問(wèn)題和能量回收的問(wèn)題，也將長(zhǎng)時(shí)間工作可能會(huì)導(dǎo)致轉(zhuǎn)矩跳變的問(wèn)題解決了。

圖2.2.1

2.3 現(xiàn)場(chǎng)信息采集

油溫測(cè)量采用STT 鉑電阻型熱電偶作為傳感器，可以定做M14X1.5 的插入式封裝，直接安裝在放油口測(cè)量油池溫度,殼體溫度的測(cè)量采用強(qiáng)磁吸附式熱電偶作為傳感器，類型也采用STT 鉑電阻式熱電偶。將采集的溫度信息通過(guò)溫度變送器傳至PLC。在減速器運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中齒輪及傳動(dòng)軸的振動(dòng)通過(guò)軸承傳遞到殼體上，所以齒輪及傳動(dòng)軸振動(dòng)測(cè)點(diǎn)布置在減速器殼體上軸承位置放置振動(dòng)傳感器，采集實(shí)時(shí)的振動(dòng)信息。

2.4 人機(jī)界面模塊

組態(tài)軟件可以與其他相關(guān)軟硬件結(jié)合，可便利的應(yīng)用于數(shù)據(jù)信息采集、控制系統(tǒng)等場(chǎng)合。人機(jī)界面采用了MCGS 組態(tài)軟件進(jìn)行搭建，可以方便的搭建主界面、分界面、報(bào)表信息、歷時(shí)曲線等。可以方便的更改相應(yīng)參數(shù)信息，以及對(duì)系統(tǒng)的操作，為企業(yè)節(jié)省了管理成本并推動(dòng)了生產(chǎn)進(jìn)度。

3 系統(tǒng)原理圖

系統(tǒng)原理圖如3.1 所示，PLC 作為系統(tǒng)主站，兩個(gè)分布式I/O模塊作為從站，分別負(fù)責(zé)接受現(xiàn)場(chǎng)部件采集的現(xiàn)場(chǎng)信息和通過(guò)模擬量輸出控制現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行元件，采用主從站的連接方式同時(shí)也避免了現(xiàn)場(chǎng)安裝調(diào)試的排線困難，方便在之后的工作中排除故障。

圖3.1