模拟工况的回转支承试验台测控系统技术方案

一种模拟工况的回转支承试验台测控系统，其包括输入/输出操作柜、电气及液压控制回路以及测试柜。本发明专利技术的模拟工况的回转支承试验台测控系统采用的是上位机+PLC的控制方式，对回转支承试验台的液压系统进行模拟工况的加载控制，完成数据的实时显示、实时采集、在线或线下的数据处理，控制阀的开度，电机的开停等手动或自动控制，报警，急停等功能。保证系统运行过程中的直观性、安全性、可靠性和稳定性且操作简单。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及测控系统，具体涉及到一种模拟工况的回转支承试验台测控系统。特别是对于油缸压力、马达转速、油路堵塞报警、液位、油温等进行集中控制及实时数据采集、 后处理的系统。
技术介绍
回转支承一般可以看作是一个巨型内圈或外圈带传动齿的轴承，是广泛应用于工程机械、风力发电机、海洋平台、军用装备等大型机械结构中需要作传递动力和相对回转运动的基础部件。回转支承相当于设备的运动关节，一旦失效将造成整机失效，甚至重大事故，而由于回转支承尺寸大，价格昂贵，通常不存备件；维修时，拆卸时需要将上部几十吨甚至几百吨的物体提升一定高度后才能维修，导致维修难度大，费用高，停机时间长，损失大。 因此研究如何提高回转支承可靠性和使用寿命具有重要意义。目前，国外很多轴承制造厂家都有各自的轴承寿命计算公式，比较这些公式发现， 这些公式都具有类似的形式，即修正系数乘以基本额定寿命。目前国内还没有回转支承厂家建立起适合自己产品的寿命计算公式，其主要原因在于公式修正系数的确定需要以大量试验和实际应用作为基础，针对大量试验的要求，国内外出现了回转支承试验台，如ΙΜ0， Rothe Erde，南京工业大学专利技术的工程机械回转支承试验台、洛阳轴承LYC的变桨试验台， 目前国内的回转支承试验台的测控系统可以实现恒定加载和基本数据采集和保存，但在模拟工况的加载控制及实时数据采集和后处理方面有欠缺。
技术实现思路
本专利技术提供一种模拟工况的回转支承试验台测控系统，该系统针对回转支承试验台用于模拟工况的测控系统，本测控系统集手动控制、自动控制、报警控制、实时数据采集、 信号后处理于一体，通过模拟回转支承在实际工况下的受复杂载荷情况，并对其进行型式试验(比对试验、疲劳寿命试验，加速寿命试验)，出厂试验等，使得轴承厂家对自身产品今后的生产研发有非常重要的意义。本专利技术的技术方案如下一种模拟工况的回转支承试验台测控系统，其包括输入/输出操作柜、电气及液压控制回路以及测试柜，所述输入/输出操作柜包括报警指示灯I、控制按钮2、电位器按钮 3、打印机4、显示器5和PC工控机6 ;所述电气及液压控制回路包括数字量扩展模块13、模拟量扩展模块14、输出控制模块、电气回路及液压回路开关量模块15、压力传感器19、驱动马达22、轴向力加载缸23、径向力加载缸24、倾覆力加载缸25和回转支承试验台机械部分 26 ;输出控制模块包括比例溢流阀放大器16、比例减压阀放大器17、马达速度放大器18、压力传感器19、比例溢流阀36和比例减压阀37，所述测试柜包括加速度传感器27、温度传感器28、径向位移传感器29、轴向位移传感器30、信号变送器33和数据采集卡34 ;打印机4 和显示器5均与PC工控机6连接，PC工控机6通过PLC控制器12连接数字量扩展模块13和模拟量扩展模块14，数字量扩展模块13连接至电气回路及液压回路开关量模块15，数字量扩展模块13上连接有控制按钮2，电位器按钮3连接至输出控制模块，模拟量扩展模块 14与输出控制模块连接，输出控制模块连接有压力传感器19，驱动马达22、轴向力加载缸 23、径向力加载缸24和倾覆力加载缸25通过回转支承试验台机械部分26分别连接测试柜的加速度传感器27、温度传感器28、径向位移传感器29和轴向位移传感器30，加速度传感器27、温度传感器28、径向位移传感器29和轴向位移传感器30通过信号变送器33与数据采集卡34连接，数据采集卡34与输入/输出操作柜的PC工控机6连接，驱动马达22、轴向力加载缸23、径向力加载缸24和倾覆力加载缸25与输出控制模块连接。所述PC工控机6包括信号采集模块7、数据保存模块8、报警提示模块9、自动控制模块10和数据处理模块11。所述电气及液压控制回路还包括扭矩转速传感器20和测功机21，所述测试柜还包括功率信号采集器31和扭矩转速信号采集器32，扭矩转速传感器20和测功机21与输出控制模块连接，扭矩转速传感器20和测功机21分别与测试柜的扭矩转速信号采集器32和功率信号采集器31连接，扭矩转速信号采集器32和功率信号采集器31连接至信号变送器 33。所述模拟工况的回转支承试验台测控系统还包括油冷机(35)，油冷机(35)与电气及液压控制回路连接。PC上位机中集成了测控系统，测控系统除满足以上手动控制及自动控制需求还具有数据采集及报警控制，及数据后处理功能。专利技术的有益效果是本专利技术的模拟工况的回转支承试验台测控系统采用的是上位机+PLC的控制方式，对回转支承试验台的液压系统进行控制，完成数据的实时显示，控制阀的开度，电机的开停等手动或自动控制，报警，急停等功能。保证系统运行过程中的直观性、安全性、可靠性和稳定性且操作简单。本专利技术的模拟工况的回转支承试验台测控系统具有两种控制模式可以满足用户的不同需求，特别在自动控制模式时，可用于实时模拟回转支承使用工况，如正弦力加载， 阶跃力加载，冲击力加载等，并且控制系统具有良好的稳定性，能有效的完成回转支承寿命试验。本专利技术的模拟工况的回转支承试验台测控系统具有数据实时采集及信号后处理功能，针对在模拟工况下的回转支承配以各类传感器采集其工作时特征物理信号，并可将采集信号保存，对所采集的信号可以在线和离线处理。本专利技术的系统集控制和测试数据处理于一体，方便实现长时间试验要求。附图说明图I是本专利技术的模拟工况的回转支承试验台测控系统的结构示意图。图2是本专利技术的模拟工况的回转支承试验台控制系统的自动控制流程示意图。图3是本专利技术的模拟工况的回转支承试验台控制系统的数据采集及报警控制流程不意图。图4是本专利技术的模拟工况的回转支承试验台控制系统的信号处理过程示意图。图中1.报警指示灯、2.控制按钮、3.电位器按钮、4.打印机、5.显示器、6. PC工控机(安装有配套的测控软件系统)、7.信号采集模块、8.数据保存模块、9.报警提示模块、 10.自动控制模块、11.数据处理模块、12. PLC控制器、13.数字量扩展模块、14.模拟量扩展模块、15.电气回路及液压回路开关量、16.比例溢流阀放大器、17.比例减压阀放大器、 18.马达速度放大器、19.压力传感器、20.扭矩转速传感器、21.测功机、22.驱动马达、 23.轴向力加载缸、24.径向力加载缸、25.倾覆力加载缸、26.回转支承试验台机械部分、 27.加速度传感器、28.温度传感器、29.径向位移传感器、30.轴向位移传感器、31.功率信号采集器、32.扭矩转速信号采集器、33.信号变送器、34.数据采集卡、35.油冷机、36.比例溢流阀、37.比例减压阀。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步说明如图I所示为模拟工况的回转支承试验台测控系统的结构示意图，测控系统结构由三大部分组成。一.输入/输出操作柜输入/输出操作柜包括报警指示灯I、控制按钮2、电位器旋钮3、打印机4、显示器5、PC工控机6，其中控制按钮2用于手动控制操作，满足用户手动控制电气及液压回路中的开关量，按钮信号直接与数字量扩展模块13连接；电位器旋钮3用于调节电压比例放大器来改变输入电压进而调节各比例溢流阀36和比例减压阀37的阀口开度；报警指示灯 I用于报警点报警提示，方便直观地了解各报警点信息抑制突发情况；PC工控机6作为测控系统的上位机，通过工控机本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种模拟工况的回转支承试验台测控系统，其特征是包括输入/输出操作柜、电气及液压控制回路以及测试柜，所述输入/输出操作柜包括报警指示灯（1）、控制按钮（2）、电位器按钮（3）、打印机（4）、显示器（5）和PC工控机（6）；所述电气及液压控制回路包括数字量扩展模块（13）、模拟量扩展模块（14）、输出控制模块、电气回路及液压回路开关量模块（15）、压力传感器（19）、驱动马达（22）、轴向力加载缸（23）、径向力加载缸（24）、倾覆力加载缸（25）和回转支承试验台机械部分（26）；输出控制模块包括比例溢流阀放大器（16）、比例减压阀放大器（17）、马达速度放大器（18）、压力传感器（19）、比例溢流阀（36）和比例减压阀（37），所述测试柜包括加速度传感器（27）、温度传感器（28）、径向位移传感器（29）、轴向位移传感器（30）、信号变送器（33）和数据采集卡（34）；打印机（4）和显示器（5）均与PC工控机（6）连接，PC工控机（6）通过PLC控制器（12）连接数字量扩展模块（13）和模拟量扩展模块（14），数字量扩展模块（13）连接至电气回路及液压回路开关量模块（15），数字量扩展模块（13）上连接有控制按钮（2），电位器按钮（3）连接至输出控制模块，模拟量扩展模块（14）与输出控制模块连接，输出控制模块连接有压力传感器（19），驱动马达（22）、轴向力加载缸（23）、径向力加载缸（24）和倾覆力加载缸（25）通过回转支承试验台机械部分（26）分别连接测试柜的加速度传感器（27）、温度传感器（28）、径向位移传感器（29）和轴向位移传感器（30），加速度传感器（27）、温度传感器（28）、径向位移传感器（29）和轴向位移传感器（30）通过信号变送器（33）与数据采集卡（34）连接，数据采 集卡（34）与输入/输出操作柜的PC工控机（6）连接，驱动马达（22）、轴向力加载缸（23）、径向力加载缸（24）和倾覆力加载缸（25）与输出控制模块连接。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈捷，孙冬梅，谢冬华，王华，洪荣晶，
申请(专利权)人：南京工业大学，南京工大数控科技有限公司，
类型：发明
国别省市：