[发明专利]一种数字式液压机立柱应力多点在线检测方法及装置

说明书

技术领域

本发明属于机械与电子技术领域，具体涉及一种数字式液压机立柱应力多点 在线检测方法及装置。

背景技术

液压机本体一股由上横梁、活动横梁、下横梁以及立柱等结构组成。液压机 的立柱起着支撑液压机本体以及为活动横梁导向的作用，承受着液压机加压时所 施加的拉伸载荷，在正常的工作情况下，立柱所承受的载荷是在设计允许的范围 内，但是，一旦操作失误或者液压机的同步系统出现故障，或者加工时存在较大 的偏心载荷，活动横梁都可能发生较大倾斜，则会对立柱产生一个较大的侧推力， 立柱将承受附加应力，一旦应力值超过极限值后，立柱将会出现断裂等严重事故， 将会给企业造成不可挽回的重大损失。据文献记载，2000吨液压机、6000吨液 压机、8000吨液压机等都出现过立柱断裂的严重事故，虽然技术人员采用了现 场焊接等技术来缩短维修时间，但是仍然对企业造成了重大的经济损失。在没有 立柱应力检测与保护系统的情况下，这些事故将会不断的出现。

目前，国内外提出了多种液压机立柱应力检测的方法，主要有：应变片法、 振弦法、附着法、电涡流法等。液压机立柱应力检测的核心为传感器的选择及其 安装方式。应变片法采用在液压机立柱表面黏贴应变片的方式来检测立柱的应 力，但是应变片本身的检测精度低，并且容易脱落，无法长期运行；附着法即目 前在工程中常用的电阻应变片测量方法，是考虑到应变片无法长期黏贴在液压机 立柱表面而提出的一种方法，但是此类传感器需要专门定做，并且精度和稳定性 也是无法保证的，只是一种方案性研究；振弦法采用振弦式传感器，其系统构成 复杂，不便于安装，环境温度对振弦的影响大，也是一种方案性研究，不适合应 用到液压机复杂的环境下；电涡流法采用电涡流传感器，是一种测位型的检测方 法，此法曾在1万吨和3万吨液压机上使用过，但未运行多久便失效，电涡流传 感器本身的热稳定性和抗干扰能力差，无法胜任液压机复杂的工作环境，即使将 电涡流传感器的信号进行模数转换，采用动态零点的方法，也无法改变电涡流传 感器的致命弱点——热稳定性差。

上述检测方法采用的检测元件均为模拟元件，模拟元件本身的检测精度低、 稳定性差、抗干扰能力弱，而液压机工作环境的恶劣，现场的湿度大，温度波动 大，电磁环境复杂，再加上传输的信号为模拟信号，故整个系统的抗干扰能力差， 检测精度低，稳定性差，这些方法都无法在液压机上进行长期可靠的应力检测。 总之，目前还没有一套实用的液压机立柱应力多点在线检测装置。

发明内容

本发明要解决技术问题是提供一种数字式液压机立柱应力多点在线检测方 法及装置，该装置抗干扰能力强，可靠性高，测量准确性高、实用性强。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种数字式液压机立柱应力多点在线检测装置，其特征在于，包括设置在液 压机立柱上的多个立柱形变检测机构、多个数字接触式位移传感器、可编程逻辑 控制器和上位机；每一个数字接触式位移传感器对应一个立柱形变检测机构；

所有的数字接触式位移传感器均与可编程逻辑控制器通信连接；

可编程逻辑控制器与上位机通信连接；

所述的立柱形变检测机构包括上抱箍、下抱箍、上支架、下支架和位移传 递杆；上抱箍和下抱箍沿竖直方向设置在立柱上；所述的上支架和下支架分别设 置在上抱箍和下抱箍上；在上支架上设有竖直方向的导向铜套；位移传递杆的下 端固定在下支架上，上端为自由端，插装在导向铜套中；

所述的数字接触式位移传感器与所述的自由端相接触。

所述的数字接触式位移传感器为英国Solartron Metrology DP/2/S型号，数字 接触式位移传感器通过RS485总线与可编程逻辑控制器连接。

一种数字式液压机立柱应力多点在线检测方法，采用多个立柱形变检测机构 检测不同立柱的形变；该形变反应了液压机立柱的应力状况；再由数字接触式位 移传感器将该形变转变成数字信号；多个数字接触式位移传感器输出的数字信号 经可编程逻辑控制器实时汇集到上位机，由上位机根据接收到的数字信号对液压 机立柱应力进行实时监控；

所述的立柱形变检测机构包括上抱箍、下抱箍、上支架、下支架和位移 传递杆；上抱箍和下抱箍竖直方向设置在立柱上；所述的上支架和下支架分别设 置在上抱箍和下抱箍上；在上支架上设有竖直方向的导向铜套；位移传递杆的下 端固定在下支架上，上端为自由端，插装在导向铜套中；