1.引言

    我公司在開(kāi)發(fā)研制生產(chǎn)割草機變速器的過(guò)程中，為試驗割草機變速器的工況狀態(tài)，專(zhuān)為割草機變速器設計生產(chǎn)了試驗臺。試驗臺能夠模擬變速箱實(shí)際工作狀態(tài)，并測量和顯示出其轉速、扭矩、振動(dòng)、徑向壓力和箱體溫度等性能參數，經(jīng)系統后臺數據處理和綜合分析后生成測試報表。用戶(hù)可以方便地完成各種類(lèi)型試驗，并得到相應報表。系統功能齊全，人機界面良好，操作簡(jiǎn)單，抗干擾能力強，目前已投入實(shí)際應用。該試驗臺的離合裝置試驗是針對帶有離合機構的變速器而增加的功能，主要用于離合裝置壽命試驗。開(kāi)始設計的線(xiàn)路為用JS7時(shí)間繼電器控制線(xiàn)路，控制線(xiàn)路多，接線(xiàn)復雜，且繼電器長(cháng)期帶電工作，繼電器觸點(diǎn)易老化，繼電器機械壽命也不能達到要求。隨著(zhù)設備的運行時(shí)間越來(lái)越長(cháng)，故障點(diǎn)相應增加，維護工作量越來(lái)越大，嚴重影響割草機試驗臺的安全運行。為保障試驗的安全穩定運行，需對原繼電控制系統進(jìn)行改造。

2.項目的實(shí)施簡(jiǎn)介

    該項目為適應工況要求增加的試驗帶離合裝置的割草機變速器離合壽命試驗。試驗要求：連續運轉150小時(shí)，離合齒輪嚙合10秒/次，離合齒輪分離5秒/次，即離合周期為15秒。150小時(shí)的離合周期數為36000次。該試驗目的為：

    （1）試驗離合彈簧拉力和壽命能否保證36000次離合試驗；

    （2）試驗割草機變速箱在加載的條件下變速器的離合齒輪離合及磨損狀況。這兩項達標，才能保證離合裝置安全可靠。經(jīng)方案設計，項目與2004年實(shí)施后，通過(guò)輕載試驗、加載試驗證明試驗效果良好。功能齊全、穩定可靠，投入試驗至今，已取得了較好的社會(huì )效益和經(jīng)濟效益。

3.系統組成

    割草機變速器試驗臺離合裝置PLC控制系統是以可編程序控制器PLC為核心的控制、執行、聲光報警和一次、二次外圍元件組成。CPM系列PLC在編程環(huán)境等方面，它不僅具備了以往的小型PLC所具有的功能，就是作為小型控制器或在傳感控制器應用，也能適應生產(chǎn)現場(chǎng)不同的需求。因此我們選用可編程序控制器的型號為CPM2A—20CDR-D。該機型體積小、可與計算機通訊，便于監控、調試和排除故障，豐富和完善了對試驗臺的檢修、維護手段，提高了自動(dòng)化水平。本系統共需5個(gè)輸入點(diǎn)和5個(gè)輸出點(diǎn)，PLC電源電壓選用AC220V, 輸入額定電壓為PLC內部電源DC24V, 輸出額定電壓為PLC外部電源DC24V,輸出電流為2A/點(diǎn)，采用繼電器輸出方式，程序表達使用梯形圖形式，本系統僅設置自動(dòng)工作方式。附表為PLC外部I/O接口（見(jiàn)附表），梯形圖（見(jiàn)圖1）。

附表 PLC外部I/O接口

    該梯形圖中，長(cháng)延時(shí)電路采用1.0秒時(shí)鐘脈沖和計數器CNT000、CNT001、CNT002組成，分別為秒計時(shí)、分計時(shí)、和小時(shí)計時(shí)，小時(shí)數設定為150小時(shí)。齒輪離合時(shí)間控制有TIM003、TIM004組成，采用聯(lián)鎖方式，離合周期為15S/T，實(shí)現齒輪嚙合時(shí)間10秒和分離時(shí)間5秒的互換。動(dòng)作原理：運行條件鈕子開(kāi)關(guān)閉合，按起動(dòng)按鈕，運行指示燈亮，長(cháng)延時(shí)電路開(kāi)始計時(shí)，實(shí)現秒、分、小時(shí)計數；同時(shí)TIM003、TIM004輪流10S、5S定時(shí)交替工作，實(shí)現齒輪離合，離合計數器開(kāi)始計數，以便試驗人員監視離合次數。齒輪離合電磁鐵開(kāi)始通電、斷電工作，由電磁鐵拉動(dòng)彈簧使離合齒輪離合。試驗過(guò)程中如主電機停轉或冷卻水壓低，報警指示燈亮，提醒試驗人員排除故障，故障排除后，按報警接除按鈕，報警指示燈滅。試驗時(shí)間到即開(kāi)機150小時(shí)（或計數器顯示36000次），1002試驗時(shí)間到指示燈亮，運行停止。運行條件鈕子開(kāi)關(guān)置關(guān)?？蛇M(jìn)行下一次試驗。PLC控制接線(xiàn)圖見(jiàn)圖2。

5.安裝和使用注意事項

    安裝和調試、使用時(shí)，一定要注意水壓繼電器的工作情況。因為我們的加載試驗使用了磁粉制動(dòng)器。磁粉制動(dòng)器是根據電磁原理和利用磁粉傳遞轉矩的，它具有激磁電流和傳遞轉矩基本成線(xiàn)性關(guān)系，在同滑差無(wú)關(guān)的情況下能夠傳遞一定的轉矩，響應速度快、結構簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。由于電磁作用，長(cháng)時(shí)間運行會(huì )使磁粉制動(dòng)器表面溫度升高，所以必須通入冷卻水冷卻，磁粉離合器運轉后即通水（水壓不大于1.5/cm2）冷卻，使其表面溫度不得超過(guò)80℃。使用過(guò)程中，有時(shí)會(huì )出現管道堵塞、冷卻水壓低，造成報警指示燈LD2亮，應著(zhù)重檢查冷卻水水壓，或定期用除垢劑清除磁粉制動(dòng)器內結垢的冷卻管路。

6.結束語(yǔ)

    割草機變速器試驗臺離合裝置改造兩年來(lái)，運行非常穩定、軟件設計合理、操作簡(jiǎn)便易行，并由醒目的輸入、輸出指示，計時(shí)、計數準確，自動(dòng)化程度高。經(jīng)該試驗臺試驗出廠(chǎng)的變速器產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)量都有很大提高。

注:本文摘自中國傳動(dòng)網(wǎng)