[实用新型]摩擦驱动失速自动补偿装置

说明书

本实用新型涉及用于火车轮对车削加工的摩擦驱动失速自动补偿装置。

火车轮对车削加工时，采用刚性驱动轮与车轮踏面直接接触的摩擦驱动，通过接触面间的摩擦力驱动轮对转动。随着主切削力的变化，驱动轮和轮对之间的摩擦力不断变化，当加工遇到加工硬点或硬化表层，切削深度增大，进刀量增大时，主切削力就会急剧增大，驱动轮与车轮之间的摩擦力也会跟随其增大，主切削力一旦大于最大驱动摩擦力，轮对转速就会降低，而驱动轮的转速又不变，驱动轮与轮对之间就会出现滑动失速现象，失速的存在就会中断加工、损坏刀具，甚至损坏整台机床。为避免失速这一物理现象产生，只有在失速出现时的极短时间内，在保持其它条件不变的情况下，及时降低驱动轮的转速，达到降低驱动轮线速度的目的。

本实用新型的目的就是提供一种在火车轮对车削加工中能避免失速现象产生的摩擦驱动失速自动补偿装置。

本实用新型目的由以下技术方案来实现：

摩擦驱动失速自动补偿装置包括支架、数码显示器、参数设定键盘、进给手轮、旋转编码器、测速探头、单片机、光电藕合管、数控装置、变频器、电机，旋转编码器与测速探头设置在支架端部由进给手轮控制，测速探头直接与火车轮对接触。测速探头的旋转经旋转编码器输出电平给单片机，单片机根据输入的电平计算出轮对的转速，同时，单片机读入按键数据保存器中所存贮的转速数据，并将实际转速与所存贮的转速进行比较，发出不同信号给数控装置，数控装置根据不同信号给变频器发出变频与不变频信号以控制电机的转速，从而控制驱动轮的转速。

本实用新型的摩擦驱动失速自动补偿装置经样机反复试验应用，对于防止失速现象的产生有极高的功效，当刀具进行切削时，随着反力矩的突然增大，轮对转速随之下降，此时，失速自动补偿装置通过数控装置将速度瞬间先使驱动轮和摩擦轮的线速度保持一致，再将转速提高到正常值，从而避免失速现象产生。本装置元器件均选用工业级产品，确保防粉尘，抗干扰强，其操作方便，只需人工进给测速探头，其余工作自动完成，具有技术先进，设备简单，经济实用的特点，有很广的适用范围。

下面结合附图对本实用新型作详细说明。

图1为本实用新型工作原理方框图；

图2为本实用新型结构示意图；

图3为图2侧面视图；

图4为本实用新型电路示意图。

摩擦驱动失速自动补偿装置包括支架1、数码显示器2、进给手轮3、参数设定键盘7、旋转编码器4、测速探头5、单片机8、光电藕合管、数控装置、变频器、电机，旋转编码器4与测速探头5设置在支架1端部由进给手轮3控制，测速探头5直接与被加工的火车轮对6接触，测速探头5与旋转编码器4即26LS32的第1、2脚相连，旋转编码器4的第3脚与单片机8的P_1.6口相连，单片机8为8031，单片机8的P₀口与参数设定键盘7即8279的DB₀-DB₇相接，芯片8279用于按键处理，即数据设置，2816用于按键数据的保存，随机存储器采用6116，只读存储器为2764，锁存器采用74LS373。单片机8的P_1.0-P_1.3口与光电藕合管4N25的第1脚相连，光电藕合管4N25的第4脚接入数控装置，数控装置再控制变频器及电机。

本实用新型工作原理：

先将被加工车轮的直径、正常转速N、转速误差范围N₂由芯片8279处理，并在2816中保存。测速探头被动旋转，输出的脉冲经编码器26LS32的第1、2脚输入，通过第3脚输出TTL电平，经单片机8031的P_1.6口送入单片机，单片机根据输入的TTL电平反推算出编码器每分钟输出的脉冲数，得出编码器的转速，再换算成轮对的转速N₁，同时单片机通过P₀口读入按键数据保存2816中D₀-D₇所存贮的转速数据N。单片机将轮对的实际转速N₁与所设定正常转速进行比较：若实际转速N₁在设定的转速范围N±N₂内，单片机经P_1.1口发出一开关信号，驱动光电藕合管4N25工作，通过4脚藕合一信号给数控装置的输入点I_1.1，此时，数控装置检测到I_1.1输入点，向变频器发出频率不变的信号，变频器以正常的频率输出给电机，驱动轮正常工作，若实际转速N₁在设定的转速范围N±N₂以外，单片机经P_1.2口发出一开关信号，驱动另一光电藕合管4N25工作，通过4脚藕合另一信号给数控装置的输入点I_1.2，此时数控装置检测到有I_1.2信号，而无I_1.1信号，数控装置就向变频器发出输出频率低的信号，使电机先降低驱动轮速度，然后向变频器发出输出频率高的信号，使变频器以所设定的高频率输出给电机，电机升速，从而达到提高驱动轮速到正常范围内。