一種離合器磨損檢測系統在精密壓力機上的運用

張 望，邵振榮，朱 霖

（揚力集團股份有限公司，江蘇 揚州 225002）

本系統以揚力SP2-315雙點高精度、高性能壓力機（圖1）為實施對象，針對結構緊湊的組合式離合制動器，運用傳感器技術與數據模型測量摩擦片的實時磨損量，實現摩擦片的故障預警和磨損報警。

圖1 SP2-315高速精密壓力機

1 硬件組成

通過監測離合制動器壓盤的軸向位移量，可間接獲取制動器和離合器摩擦片的總磨損量。離合器工作時壓盤處于旋轉工況下，且摩擦片磨損過程中存在磨屑飛濺現象，不宜采用接觸式測量或激光測距等方法。在此，選用電渦流位移傳感器測量與壓盤固連的工裝的軸向位移，間接獲取摩擦片的磨損信息。

采用一體式電渦流位移傳感器以簡化電路，傳感器使用24V直流激勵電壓，并輸出4～20mA模擬量信號。將輸出信號連接至PLC模擬輸入端口，即完成硬件電路的連接。

2 摩擦片磨損監控程序

測量離合器壓盤位移以獲取磨損量為間接測量方法，需要首先獲取壓盤位于極限位置時傳感器的示數，之后通過比較極限位置的位移和實時位移獲取磨損量。通過PLC對離合器的控制信號，判斷傳感器當前示數為壓盤處于制動部或離合部。另外，由于壓盤運動的快速性，也可通過比較當前位移值和門檻值，判斷壓盤的所處位置。摩擦片磨損量檢測的邏輯圖如2所示。

圖2 摩擦片磨損量檢測邏輯圖

依據邏輯原理編寫PLC數據處理程序，并于主程序中調用，實現位移傳感器的端口數據向離合制動器摩擦片磨損量的轉化，程序如圖3所示。

3 離合制動器監控界面設計

圖3 摩擦片磨損量檢測程序

磨損量和摩擦片溫度是離合制動器工作過程中的重要物理參數，因此監控界面中可以同時顯示磨損量、主軸轉速和摩擦片溫升，以便技術人員對離合器的整體工作狀態做出判斷，如圖4所示。

界面所顯示的項目與可執行操作包括：①顯示離合制動器處于離合器或制動器的工作狀態，顯示主軸轉速；②顯示位移傳感器和紅外測溫傳感器的實時測量值，并記錄位移傳感器的變化趨勢；③通過“極限設定”可以設定離合器或制動器摩擦片的磨損極限閾值，用于磨損狀態的判定和磨損預警；④通過“初始化”按鈕設定傳感器的初始位置xz和xc，用以計算摩擦片的實時磨損量。該項為摩擦片安裝后的初始化操作，可設定相應權限。

圖4 離合制動器監控界面

本系統圍繞壓力機智能化的實現，基于傳感器技術和PLC控制電路構建模塊化硬件電路，結合高效的監控程序和交互系統，實現了離合制動器的狀態監控，為解決壓力機智能化檢測和控制提供了一套可行的解決方法。