減速器性能檢測試驗臺設計

張振芳 北方民族大學

引言

在現(xiàn)代的大型礦類生產(chǎn)企業(yè)，傳動設備的存在幾乎隨處可見，減速器則是其中不可或缺的設備，由于減速器不乏工作在礦井等環(huán)境相對惡劣的地方，所以，減速器的性能檢測則是相當重要的一道工序，其質量的好與壞將直接影響到工業(yè)生產(chǎn)的進度。因此設計一套完備的減速器試驗臺系統(tǒng)檢測減速器的各項參數(shù)信息是極其重要的，減速器的主要作用是為了降低原動機傳遞的轉速起到增大轉矩的作用來滿足現(xiàn)場工作環(huán)境的需要，減速器試驗臺是減速器生產(chǎn)的最后一道性能檢測的關鍵程序，因此減速器試驗臺的研究具有相當深遠的意義。

1 控制思想

本設計主體思想是利用改進的模糊PID 控制拖動電機的轉速，進而控制電機的啟動，通過找出比例、積分、微分這三個系數(shù)與拖動電機轉速之間的模糊關系。在運行過程中，速度傳感器持續(xù)的檢測誤差的大小，根據(jù)模糊規(guī)則對三個系數(shù)進行修改，不同狀態(tài)下對三個系數(shù)進行調整，進而使得系統(tǒng)擁有良好的動態(tài)性能。

2 系統(tǒng)方案設計

如圖2.1所示：本設計的主體機構包括PLC 控制部分、加載模塊、現(xiàn)場信息采集模塊、人機界面交互部分、通信部分。各個部分介紹如下：

2.1 PLC 控制部分

由于PLC 使用便利，實用性、可靠性、通用性抗干擾能力強、也可通過一系列的編程實現(xiàn)對許多場合的控制。因此，采用西門子S300作為系統(tǒng)控制器，進而控制變頻器以及各繼電器的啟動與停止?，F(xiàn)場傳感器等部件將信息也傳給PLC 進行處理傳至上位機提供給操作員查看。

2.2 加載模塊

本設計的加載方案如圖2.2.1 所示，其中采用三相橋式整流器將來自轉子回路的交流電轉換成直流電能。在通過逆變器，將直流電能轉換為滿足一定要求的交流電能。轉換好的交流電能再通過變壓器回饋給電網(wǎng)。大電感的作用主要是為了濾掉諧波并續(xù)流。通過改變可控硅的逆變角就可以改變加載電機的機械特性曲線，從而使得與拖動電機的機械特性交點發(fā)生改變。如圖所示，這樣測試減速器1 和陪試減速器2 的加載力矩就會改變了。使用這種方法，就可以實現(xiàn)平滑的無極加載，并且很大程度上解決了發(fā)熱問題和能量回收的問題，也將長時間工作可能會導致轉矩跳變的問題解決了。

圖2.2.1

2.3 現(xiàn)場信息采集

油溫測量采用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量油池溫度,殼體溫度的測量采用強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溫度變送器傳至PLC。在減速器運轉過程中齒輪及傳動軸的振動通過軸承傳遞到殼體上，所以齒輪及傳動軸振動測點布置在減速器殼體上軸承位置放置振動傳感器，采集實時的振動信息。

2.4 人機界面模塊

組態(tài)軟件可以與其他相關軟硬件結合，可便利的應用于數(shù)據(jù)信息采集、控制系統(tǒng)等場合。人機界面采用了MCGS 組態(tài)軟件進行搭建，可以方便的搭建主界面、分界面、報表信息、歷時曲線等。可以方便的更改相應參數(shù)信息，以及對系統(tǒng)的操作，為企業(yè)節(jié)省了管理成本并推動了生產(chǎn)進度。

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，兩個分布式I/O模塊作為從站，分別負責接受現(xiàn)場部件采集的現(xiàn)場信息和通過模擬量輸出控制現(xiàn)場執(zhí)行元件，采用主從站的連接方式同時也避免了現(xiàn)場安裝調試的排線困難，方便在之后的工作中排除故障。

圖3.1