大型模鍛水壓機(jī)欠壓量在線檢測方法技術(shù)

一種大型模鍛水壓機(jī)模鍛件欠壓量的在線檢測方法，用ＭＴＳ位移傳感器實(shí)現(xiàn)模鍛件欠壓量的在線檢測。位移傳感器準(zhǔn)確檢測對模鍛件加壓時磁環(huán)隨活動橫梁向下移動距離，與水壓機(jī)工作時設(shè)定的距離比較計(jì)算得到模鍛件的欠壓量；通過實(shí)驗(yàn)和分析，得到模具及其支承座所受壓力與它們應(yīng)變量的關(guān)系，建立壓力－應(yīng)變量分析曲線。補(bǔ)償由于模具及其支承座受壓應(yīng)變引起的欠壓量計(jì)算誤差，提高了大型模鍛水壓機(jī)模鍛件欠壓量檢測精度，對于改善模鍛件的加工質(zhì)量具有重要意義。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及大型模鍛水壓機(jī)控制系統(tǒng)，特別是模鍛件欠壓量 在線檢測方法。大型模鍛水壓機(jī)是機(jī)械制造工業(yè)中的一種重要機(jī)械設(shè)備，用 于鍛造高強(qiáng)度鋁合金鍛件或帶孔的復(fù)雜鍛件。模鍛加工過程是由活動橫梁， 左、右水平橫梁，移動工作臺中頂出器和側(cè)頂出器等活動部分按照順序協(xié)同 動作完成的。各部分的運(yùn)動速度和行程采用"油控水"方式由數(shù)字電液伺服 系統(tǒng)控制。油壓系統(tǒng)帶動分配器，分配器控制水閥，高壓水進(jìn)入不同的工作 缸驅(qū)動可移動工作部分完成模鍛加工工作。模鍛件欠壓量是其加工質(zhì)量的重要技術(shù)指標(biāo)，模鍛件若為中程導(dǎo)彈端環(huán)，增加0.1mm欠壓量可能引起導(dǎo)彈彈 頭命中目標(biāo)的誤差增加20m。因此，實(shí)現(xiàn)對模鍛件欠壓量精確檢測和有效控 制對大型高強(qiáng)度鋁合金構(gòu)件的加工精度顯得至關(guān)重要。目前，國際上尚未有 模鍛件的欠壓量能在線檢測的報道，只能離線測量，操作人員無法直觀地 了解水壓機(jī)模鍛加工時模鍛件的欠壓量，致使操作有一定的盲目性， 不利于模鍛件綜合質(zhì)量的提高。本專利技術(shù)的目的是提供一種在線檢測模鍛件的欠壓量的方法。 本專利技術(shù)采用MTS位移傳感器在線檢測模鍛件欠壓量。通過大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析 水壓機(jī)壓力對鍛件形變程度的影響，提高鍛件尺寸的加工精度和內(nèi)部織構(gòu)質(zhì)量。本專利技術(shù)主要包括以下內(nèi)容采用MTS位移傳感器實(shí)現(xiàn)模鍛件欠壓量的在線檢測。MTS位移傳感器精 度高達(dá)i5/i/n，可靠性好，利用兩個相交磁場產(chǎn)生一個應(yīng)變脈沖，產(chǎn)生超聲波 信號，通過檢測該信號傳播所需的時間，換算出活動磁環(huán)移動的距離。位移 傳感器測頭安裝在模鍛水壓機(jī)限程套上，其活動磁環(huán)通過連接裝置安裝在活 動橫梁上，并通過波導(dǎo)管與傳感器測頭相連。當(dāng)模鍛件加壓時，活動橫梁向 下移動，活動磁環(huán)與波導(dǎo)管形成的相交磁場產(chǎn)生的應(yīng)變脈沖信號返回位移傳感器測頭，檢測出活動磁環(huán)移動的距離，計(jì)算出模鍛件的欠壓量。經(jīng)過大量 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，得到模具及其支承座所受壓力與應(yīng)變量關(guān)系，建立壓力一應(yīng) 變量的非線性曲線，得到模鍛件欠壓量補(bǔ)償值，修正MTS位移傳感器的檢測通過上述在線檢測方法，解決了大型模鍛水壓機(jī)欠壓量無法在線檢測的 難題，為優(yōu)化大型模鍛水壓機(jī)模鍛件欠壓量自動控制系統(tǒng)奠定了基礎(chǔ)，對于 減少模鍛件的欠壓量，提高模鍛件的質(zhì)量，具有重要作用。下面結(jié)合附圖對本專利技術(shù)作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。附圖說明圖1為采用MTS位移傳感器在線檢測欠壓量原理圖2為傳感器連接裝置結(jié)構(gòu)主視圖3為傳感器連接裝置結(jié)構(gòu)俯視圖4為模鍛件壓力一應(yīng)變量曲線圖。欠壓量的檢測原理圖如圖1所示，水平移動工作臺8將模具支承座7送入，位移傳感器測頭2固定于水壓機(jī)立柱的限程套1上，位移傳 感器的活動磁環(huán)3通過連接裝置9與活動橫梁5相連，并通過波導(dǎo)管4與傳 感器測頭2相連。當(dāng)模鍛水壓機(jī)模鍛加工時，活動橫梁5沿水壓機(jī)立柱6向 下運(yùn)動，開始是空程，當(dāng)上模具和下模具接觸時，進(jìn)入工作行程，給活動橫 梁5加壓，使模鍛件變形，獲得模具成型的鍛件，完成工作行程。此后活動 橫梁5進(jìn)入返程，沿水壓機(jī)立柱6向上運(yùn)動，最后停止，可停靠在操作空 間中任意位置。工作行程內(nèi)活動磁環(huán)3跟隨活動橫梁5向下移動一定距離， 活動磁環(huán)3與波導(dǎo)管4形成的相交磁場產(chǎn)生的應(yīng)變脈沖信號返回位移傳感器 測頭2，檢測出活動磁環(huán)3在工作行程內(nèi)移動的精確距離，將此距離與模鍛件 加工設(shè)定的距離比較計(jì)算得到模鍛件的欠壓量。傳感器連接裝置如圖2、 3所示，MTS位移傳感器測頭2固定于水壓機(jī)立 柱的限程套1上，活動磁環(huán)3通過連接裝置與活動橫梁5部分相連。連接裝 置由壓板支座IO、上下兩對稱壓板ll、上下兩對稱鋼球12、滑塊13和連接 件14構(gòu)成，鋼球12與上下壓板11之間在水平方向上除摩擦力之外無其它力 的傳遞，使得活動橫梁5水平方向的振動無法傳遞到滑塊13上，從而使傳感 器免受活動橫梁5水平振動的影響，且避免活動橫梁5傾斜可能產(chǎn)生的對滑 塊13和導(dǎo)軌15的損壞；導(dǎo)軌15及滑塊13使得固定在滑塊13上的傳感器磁 環(huán)3在垂直方向上的運(yùn)動平穩(wěn)，保證傳感器磁環(huán)3在水平方向上無擺動；滑 塊13中的彈簧16使鋼球12在磨損后仍保持上下壓板11、鋼球12和滑塊13 之間無間隙，保證運(yùn)動傳遞的準(zhǔn)確性。經(jīng)過大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，得到模具及其支承座受壓力與應(yīng)變量的典型關(guān)系曲線如圖4所示，呈近似非線性關(guān)系，當(dāng)壓力<20 MPa時，幾乎沒有應(yīng) 變；當(dāng)壓力超過20MPa時，模具及其支承座應(yīng)變量與壓力近似線性關(guān)系，壓 力為30Mpa時，應(yīng)變量為13nun;壓力為40Mpa時，應(yīng)變量為27mm;壓力 為50Mpa時，應(yīng)變量為45mm。最后獲得模具及其支承座應(yīng)變量隨壓力變化 的擬合公式如式(1)所示<formula>formula see original document page 5</formula>式中，X為模具及其支承座應(yīng)變量，P為模段水壓機(jī)在工作行程中所施加 的壓力，"。與6。為通過標(biāo)定擬合曲線所得的系數(shù)。根據(jù)上述標(biāo)定曲線和擬合公式，檢測水壓機(jī)工作行程中加壓的壓力值， 計(jì)算出應(yīng)變量來補(bǔ)償MTS位移傳感器的檢測值，得到模鍛件準(zhǔn)確的欠壓量。權(quán)利要求1.一種，其特征在于用MTS位移傳感器作為模鍛水壓機(jī)欠壓量在線檢測元件，將MTS位移傳感器頭部固定于水壓機(jī)立柱的限程套上，活動磁環(huán)通過壓板支座、上下壓板、鋼球、滑塊、連接件與活動橫梁部分相連，在模鍛件加壓時，活動磁環(huán)跟隨活動橫梁向下移動一定距離，活動磁環(huán)與波導(dǎo)管形成的相交磁場產(chǎn)生的應(yīng)變脈沖信號返回位移傳感器測頭，檢測出活動磁環(huán)在工作行程內(nèi)移動的精確距離，將此距離與模鍛件加工設(shè)定的距離比較計(jì)算得到模鍛件的欠壓量；2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的欠壓量在線檢測方法，其特征在于通過實(shí)驗(yàn) 數(shù)據(jù)分析，得到模具及其支承座所受壓力與應(yīng)變量的關(guān)系，建立壓力一應(yīng)變 量計(jì)算曲線，檢測水壓機(jī)工作時加壓過程的最大壓力，根據(jù)壓力一應(yīng)變量曲 線，經(jīng)插值計(jì)算得到模鍛件欠壓量的補(bǔ)償值，修正MTS位移傳感器的檢測值， 提高欠壓量的檢測精度。3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的在線檢測方法，其特征在于當(dāng)壓力<20 Mpa 時，應(yīng)變量為零；當(dāng)壓力超過20Mpa時，模具及其支承座應(yīng)變量與壓力近似 線形關(guān)系，壓力為30Mpa時，應(yīng)變量為13mm;壓力為40Mpa時，應(yīng)變量 為27mm;壓力為50Mpa時，應(yīng)變量為45mm。全文摘要一種大型模鍛水壓機(jī)模鍛件欠壓量的在線檢測方法，用MTS位移傳感器實(shí)現(xiàn)模鍛件欠壓量的在線檢測。位移傳感器準(zhǔn)確檢測對模鍛件加壓時磁環(huán)隨活動橫梁向下移動距離，與水壓機(jī)工作時設(shè)定的距離比較計(jì)算得到模鍛件的欠壓量；通過實(shí)驗(yàn)和分析，得到模具及其支承座所受壓力與它們應(yīng)變量的關(guān)系，建立壓力—應(yīng)變量分析曲線。補(bǔ)償由于模具及其支承座受壓應(yīng)變引起的欠壓量計(jì)算誤差，提高了大型模鍛水壓機(jī)模鍛件欠壓量檢測精度，對于改善模鍛件的加工質(zhì)量具有重要意義。文檔編號B21J9/00GK101105417SQ20061003196公開日2008年1月16日 申請日期2006年7月14日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月14日專利技術(shù)者周繼能, 喻壽益, 張友旺, 桂衛(wèi)華, 謝永芳, 賀建軍, 陽春華 申請人:中南大學(xué)本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種大型模鍛水壓機(jī)欠壓量在線檢測方法，其特征在于：用ＭＴＳ位移傳感器作為模鍛水壓機(jī)欠壓量在線檢測元件，將ＭＴＳ位移傳感器頭部固定于水壓機(jī)立柱的限程套上，活動磁環(huán)通過壓板支座、上下壓板、鋼球、滑塊、連接件與活動橫梁部分相連，在模鍛件加壓時，活動磁環(huán)跟隨活動橫梁向下移動一定距離，活動磁環(huán)與波導(dǎo)管形成的相交磁場產(chǎn)生的應(yīng)變脈沖信號返回位移傳感器測頭，檢測出活動磁環(huán)在工作行程內(nèi)移動的精確距離，將此距離與模鍛件加工設(shè)定的距離比較計(jì)算得到模鍛件的欠壓量；。

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：桂衛(wèi)華，喻壽益，張友旺，賀建軍，周繼能，陽春華，謝永芳，
申請(專利權(quán))人：中南大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：43[中國|湖南]