軸承搖擺試驗控制系統的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種軸承搖擺試驗控制系統，包括觸摸屏、PLC、潤滑系統、變頻系統；在觸摸屏上設置搖擺周期和軸承電機轉速，輸入潤滑溫度范圍，試驗時間，調節好潤滑流量，PLC通過繼電器控制系統將油溫加熱或冷卻至設定溫度范圍內，使溫度滿足要求，PLC啟動潤滑電機泵，搖擺主電機和軸承電機，系統開始工作，試驗開始計時，自動記錄并保存相關數據，到達規定時間后，系統自動停機；本發明具有操作簡單，控制方便，運行可靠價格低的優點。
【專利說明】
軸承搖擺試驗控制系統
技術領域
[0001]本發明涉及一種軸承搖擺試驗控制系統，尤其是涉及一種船用軸承搖擺測試的試驗控制系統。【背景技術】
[0002]船舶電力推進是利用推進電機驅動螺旋槳轉動，從而推動船舶前進的一種推進方式。船舶的電力推進系統中，最關鍵的部件是驅動電機，電機要求功率大，最高的已達到3兆瓦，同時要求低速和大轉矩，電機性能要求高，電機的主軸采用滑動軸承支撐。滑動軸承由于結構簡單、徑向尺寸小、運轉精度高、承重載荷大和運行可靠，因此在大中型電機中得到廣泛應用。船用滑動軸承作為船舶推進系統的重要組成部分，其潤滑性能的好壞直接影響到船舶推進系統的工作性能。
[0003]船用滑動軸承相比普通滑動軸承，工況惡劣，船舶在航行中，存在不同程度的橫縱搖擺，許多船舶用滑動軸承出現潤滑油泄露的問題，不但污染環境，而且對軸承的正常運行造成了不良影響，嚴重影響了電機工作性能。另外潤滑油的溫度是影響滑動軸承性能的關鍵因素，如果潤滑油溫度過高，潤滑粘度下降，油膜承載能力降低，油膜厚度減薄，甚至無法建立油膜，這將導致邊界摩擦的產生，進而縮短軸承使用壽命。所以在出廠前對船用軸承進行搖擺試驗室非常必需的。
[0004]因為被試軸承重量大，加上軸承安裝支架和軸承電機及潤滑系統之后達5噸以上， 目前并沒有能對這么重的系統進行搖擺測試的相關產品，針對上述問題本發明提供了一種運行可靠的低成本軸承搖擺試驗控制系統。
【發明內容】

[0005]為了解決上述技術問題，本發明提供一種低成本、操作簡單、控制方便的一種軸承搖擺試驗控制系統。
[0006]本發明采用的技術方案是:一種軸承搖擺試驗控制系統，其特征在于，包括觸摸屏、PLC、潤滑系統、變頻系統;所述觸摸屏作為系統的測控與顯示中心，與PLC相連，所述PLC 作為系統的控制核心，與觸摸屏變頻器，潤滑系統，溫度傳感器相連，所述變頻系統包含了變頻器1和變頻器2,分別與PLC及搖擺主電機和軸承電機相連;其中觸摸屏用于給PLC發控制指令，接收PLC數據并顯示與存儲，通過拖動觸摸屏上的滑條來設定變頻系統的輸出頻率值;通過觸摸屏上的搖擺主電機和軸承電機啟動或停止按鈕，PLC直接給變頻系統啟動或停止指令，相應的搖擺主電機和軸承電機啟動或停止；當搖擺主電機啟動時，PLC開始對搖擺時間進行計時，并通過PLC的AD模塊對潤滑流量和溫度和被試驗軸承的瓦溫進行采集，觸摸屏讀取PLC中相應的數據，并記錄、顯示和保存，其相關數據如下:被試驗軸承部件的瓦溫、 試驗潤滑油溫度、試驗流量、試驗時間、軸承試驗轉速和搖擺周期；當系統計時達到設定時間后，觸摸屏給PLC發控制指令，系統停止工作;所述PLC包含了 DA模塊與AD模塊;所述PLC對搖擺主電機、軸承電機、潤滑電機油栗、潤滑加熱系統、潤滑冷卻系統進行控制;將AD模塊采集的數據上傳給觸摸屏;將觸摸屏設定的搖擺周期和軸承轉速值傳給PLC的DA模塊;所述潤滑系統，潤滑電機油栗通過觸摸屏上的潤滑電機啟動和停止按鈕控制，或搖擺時間到了之后自動停止;潤滑電機油栗將潤滑油經油管通過被試軸承進油口栗入軸承中，其中油管上裝有流量傳感器和溫度傳感器，潤滑流量直接通過一流量閥手動調節，潤滑油溫度先在測控系統中進行設置，當PLC的AD模塊采集到的潤滑油溫度低于下限時，PLC通過繼電器系統自動啟動潤滑加熱系統，此時停止冷卻系統，將油溫升至規定范圍，當溫度高于上限時，測控系統自動啟動潤滑冷卻系統，此時停止加熱系統，將油溫降至規定范圍，潤滑油在重力作用下經油管直接回油箱。
[0007]所述變頻系統，分別包含了變頻器1和搖擺主電機及變頻器2的軸承電機;搖擺主電機的啟停通過觸摸屏上的搖擺啟動和停止按鈕控制，或搖擺時間到了之后自動停止;搖擺主電機的轉速通過觸摸屏設定，PLC的DA模塊輸出一相應的調節電壓或電流值給變頻器 1，而進行調整;搖擺主電機的換向及保護過程如下:在一與搖擺軸同心固定的指針盤上開有兩條環形槽，在兩槽上各安裝有2個接近開關，其中靠近中心的兩個接近開關作為搖擺角度控制和換向切換開關，當指針隨系統搖擺而接近其中一個時，接近開關產生一個開關信號給測控系統，測控系統通過PLC控制主變頻器，使主電機反向運轉，從而使搖擺系統往另一個方向搖擺，直至指針接近另一個接近開關，主電機又反向，搖擺系統反向搖擺，依此循環，直至完成整個搖擺過程；當需要調整搖擺角度時，分別調整靠近中心的兩個接近開關相對于搖擺中心的安裝角度即可;外側兩個接近開關用于搖擺的保護，當靠近中心的兩個開關失效時，指針接近中的任意一個開關，系統馬上停止，從而保護好系統;軸承電機的啟停通過觸摸屏上的軸承電機啟動和停止按鈕控制，或搖擺時間到了之后自動停止;軸承電機的轉速通過觸摸屏設定，PLC的DA模塊輸出一相應的調節電壓或電流值給變頻器2,而進行調整。
[0008]其DA模塊根據觸摸屏設定值，輸出一相應的調節電壓或電流值給變頻器1和變頻器2,從而達到控制搖擺主電機和軸承電機的轉速的目的;其AD模塊將采集到的被試驗軸承部件的瓦溫、試驗潤滑油溫度、試驗流量，通過PLC上傳給觸摸屏。
[0009]與現有技術相比，本發明的有益效果是:本發明利用觸摸屏、PLC、變頻器及相應的傳感器來完成船用軸承的整個搖擺控制過程，具有操作簡單，控制方便，運行可靠價格低的優點。【附圖說明】
[0010]圖1為本發明軸承搖擺試驗控制系統組成示意圖。
[0011]圖2為本發明軸承搖擺試驗控制系統測控系統示意圖。
[0012]圖3為本發明軸承搖擺試驗控制系統搖擺換向及保護示意圖。
[0013]圖4為本發明軸承搖擺試驗控制系統工作過程框圖。[〇〇14]主要元件標號說明。
[0015]左極限位開關(1)、左搖擺切換開關(2)、指針盤(3)、指針(4)、右搖擺切換開關 (5)、左極限位開關(6)。【具體實施方式】
[0016]下面結合附圖對本發明作進一步說明。
[0017]如圖1所示，本發明的軸承搖擺試驗控制系統，包括觸摸屏、PLC、潤滑系統和變頻系統;所述觸摸屏作為系統的測控與顯示中心，與PLC相連，所述PLC作為系統的控制核心， 包含了 DA模塊與AD模塊，與觸摸屏變頻器，繼電器控制系統，潤滑系統，溫度傳感器相連，繼電器控制系統與潤滑系統及加熱、冷卻系統相連，繼電器控制系統在PLC的控制下對潤滑系統的啟停進行控制，同時在系統需要的時候對加熱和冷卻系統進行啟停控制，所述變頻系統包含了變頻器1和變頻器2,分別對主電機和軸承電機進行速度控制。
[0018]如圖2所示，本發明的測控系統測控過程如下:在觸摸屏上拖動搖擺周期、軸承電機轉速滑條來設置搖擺周期、軸承電機轉速和輸入潤滑溫度范圍及試驗時間，啟動潤滑電機，手動調節流量閥，使流量滿足試驗要求，系統自動檢測潤滑溫度，當潤滑溫度不滿足要求時，系統通過加熱或冷卻的方式自動將油溫加熱或冷卻至設定溫度范圍內，使溫度滿足要求;然后啟動搖擺主電機和軸承電機，系統開始工作，試驗開始計時，自動記錄并保存相關數據，到達規定時間后，系統自動停機。
[0019]如圖3所示本發明的搖擺換向及保護過程如下:在一與搖擺軸同心固定的指針盤 (3)上開有兩條環形槽，在兩槽上各安裝有2個接近開關，其中靠近中心的兩個接近開關 (2)、(5)作為搖擺換向切換開關，當指針(4)隨系統搖擺而接近其中一個時，接近開關產生一個開關信號給測控系統，測控系統通過PLC控制主變頻器，使主電機反向運轉，從而使搖擺系統往另一個方向搖擺，直至指針(4)接近另一個接近開關，主電機又反向，搖擺系統反向搖擺，依此循環，直至完成整個搖擺過程;外側兩個接近開關用于搖擺的保護，當靠近中心的兩個開關失效時，指針接近(1)、(6)中的任意一個開關，系統馬上停止，從而保護好系統。
[0020]如圖4所示本發明的工作過程如下1)在觸摸屏上拖動搖擺周期、軸承電機轉速滑條來設置搖擺周期、軸承電機轉速；2)輸入潤滑溫度范圍，試驗時間；3)啟動潤滑電機，手動調節流量閥設置好潤滑流量，使流量滿足試驗要求，4)當潤滑溫度不滿足要求時，系統通過加熱或冷卻的方式自動將油溫加熱至設定溫度范圍內，使溫度滿足要求；5)啟動搖擺主電機和軸承電機，系統開始工作；6)試驗開始計時，自動記錄并保存相關數據；7)到達規定時間后，系統自動停機。
[0021]以上所述僅為本發明示意性的【具體實施方式】，并非用以限定本發明的范圍。任何本領域的技術人員，在不脫離本發明的構思和原則的前提下所作出的等同變化與修改，均應屬于發明保護的范圍。
【主權項】
1.一種軸承搖擺試驗控制系統，其特征在于，包括觸摸屏、PLC、潤滑系統、變頻系統;所 述觸摸屏作為系統的測控與顯示中心，與PLC相連，所述PLC作為系統的控制核心，與觸摸屏 變頻器，潤滑系統，溫度傳感器相連，所述變頻系統包含了變頻器1和變頻器2,分別與PLC及 搖擺主電機和軸承電機相連;其中觸摸屏用于給PLC發控制指令，接收PLC數據并顯示與存 儲，通過拖動觸摸屏上的滑條來設定變頻系統的輸出頻率值;通過觸摸屏上的搖擺主電機 和軸承電機啟動或停止按鈕，PLC直接給變頻系統啟動或停止指令，相應的搖擺主電機和軸 承電機啟動或停止；當搖擺主電機啟動時，PLC開始對搖擺時間進行計時，并通過PLC的AD模 塊對潤滑流量和溫度和被試驗軸承的瓦溫進行采集，觸摸屏讀取PLC中相應的數據，并記 錄、顯示和保存，其相關數據如下:被試驗軸承部件的瓦溫、試驗潤滑油溫度、試驗流量、試 驗時間、軸承試驗轉速和搖擺周期；當系統計時達到設定時間后，觸摸屏給PLC發控制指令， 系統停止工作;所述PLC包含了 DA模塊與AD模塊;所述PLC對搖擺主電機、軸承電機、潤滑電 機油栗、潤滑加熱系統、潤滑冷卻系統進行控制;將AD模塊采集的數據上傳給觸摸屏;將觸 摸屏設定的搖擺周期和軸承轉速值傳給PLC的DA模塊;所述潤滑系統，潤滑電機油栗通過觸 摸屏上的潤滑電機啟動和停止按鈕控制，或搖擺時間到了之后自動停止；潤滑電機油栗將 潤滑油經油管通過被試軸承進油口栗入軸承中，其中油管上裝有流量傳感器和溫度傳感 器，潤滑流量直接通過一流量閥手動調節，潤滑油溫度先在測控系統中進行設置，當PLC的 AD模塊采集到的潤滑油溫度低于下限時，PLC通過繼電器系統自動啟動潤滑加熱系統，此時 停止冷卻系統，將油溫升至規定范圍，當溫度高于上限時，測控系統自動啟動潤滑冷卻系 統，此時停止加熱系統，將油溫降至規定范圍，潤滑油在重力作用下經油管直接回油箱。2.根據權利要求1所述的軸承搖擺試驗控制系統，所述變頻系統，分別包含了變頻器1 和搖擺主電機及變頻器2的軸承電機;搖擺主電機的啟停通過觸摸屏上的搖擺啟動和停止 按鈕控制，或搖擺時間到了之后自動停止;搖擺主電機的轉速通過觸摸屏設定，PLC的DA模 塊輸出一相應的調節電壓或電流值給變頻器1，而進行調整;搖擺主電機的換向及保護過程 如下:在一與搖擺軸同心固定的指針盤上開有兩條環形槽，在兩槽上各安裝有2個接近開 關，其中靠近中心的兩個接近開關作為搖擺角度控制和換向切換開關，當指針隨系統搖擺 而接近其中一個時，接近開關產生一個開關信號給測控系統，測控系統通過PLC控制主變頻 器，使主電機反向運轉，從而使搖擺系統往另一個方向搖擺，直至指針接近另一個接近開 關，主電機又反向，搖擺系統反向搖擺，依此循環，直至完成整個搖擺過程；當需要調整搖擺 角度時，分別調整靠近中心的兩個接近開關相對于搖擺中心的安裝角度即可;外側兩個接 近開關用于搖擺的保護，當靠近中心的兩個開關失效時，指針接近中的任意一個開關，系統 馬上停止，從而保護好系統;軸承電機的啟停通過觸摸屏上的軸承電機啟動和停止按鈕控 制，或搖擺時間到了之后自動停止;軸承電機的轉速通過觸摸屏設定，PLC的DA模塊輸出一 相應的調節電壓或電流值給變頻器2,而進行調整。3.根據權利要求2所述的軸承搖擺試驗控制系統，其DA模塊根據觸摸屏設定值，輸出一 相應的調節電壓或電流值給變頻器1和變頻器2,從而達到控制搖擺主電機和軸承電機的轉 速的目的；其AD模塊將采集到的被試驗軸承部件的瓦溫、試驗潤滑油溫度、試驗流量，通過 PLC上傳給觸摸屏。
【文檔編號】G05B19/05GK106017929SQ201610351352
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年5月25日
【發明人】毛美姣, 吳鋒, 譚志飛, 楊世平, 姜勝強
【申請人】湘潭大學