[发明专利]一种废油处理装备涂层力学性能的喷涂智能控制方法与装置

说明书

技术领域：

本发明涉及一种废油处理装备涂层力学性能的喷涂智能控制方法与装置，涉及废油装备表面处理技术领域。

背景技术：

废油处理装备的主轴等大型轴类零件失效的修复采用高速电弧喷涂技术，其修复层的力学性能是确定喷涂工艺参数的主要依据。这些力学性能均需用标准试样在材料实验机上按照规定的实验方法和程序测定，并可同时测定材料的应力一应变曲线。喷涂涂层是被氧化物和微孔隔离开的单个颗粒的不规则堆积，具有非均匀性，涂层内的氧化物越多、孔隙率越高，喷涂粒子与基体及粒子与粒子之间的结合强度越差，因而喷涂的力学性能主要决定于颗粒之间的结合力而不决定于颗粒本身的强度。采用合理的电弧喷涂工艺参数，可使涂层较小的空隙率和较少的氧化物，从而具有较好的力学性能。

随着废油装备用轴类零件向大负荷、高参数和高效率方向发展，高速喷涂涂层的力学性能的要求也随之提高，对喷涂工艺的合理选择提出了更高的要求。在喷涂过程中，主要工艺参数包括喷涂电压、电流以及喷涂距离和气源压力等，采用合理的电弧喷涂工艺参数，可获得良好的喷涂效果，使涂层具有高的结合强度、微观硬度、宏观硬度和力学性及较小的空隙率。然而每一个参数对涂层力学性能的影响具有较大的惯性和延迟，且是非线性和慢时变的，难以精确控制，一般根据经验进行试凑进行喷涂涂层力学性能的设计，这对于电弧喷涂这种有严重非线性的系统如何做到平稳切换、减小人为误差仍然缺乏有效地方法。

发明内容：

针对上述喷涂方法及现有的技术状况不足，本发明的目的在于：提供一种新的废油装备涂层力学性能的喷涂智能控制方法，控制灵活，灵敏度高，喷涂过程实现自动化完成喷涂系统的各种控制功能，使之喷涂系统涂层力学性能达到最优。

本发明的技术解决方案如下：利用实验数据以及智能控制策略，获取涂层力学性能与喷涂工艺参数的T-S模糊模型，将所述的T-S模糊模型输入到PLC中形成智能控制系统，然后利用智能控制系统将压缩空气以一定的流量，通过分流集流阀分别输送给喷枪燃烧室以及被喷涂工件的伸缩缸，其中被喷涂工件和伸缩缸安装在一块基板上；喷涂丝材经过送料系统从喷枪中拉伐尔喷咀的高速气流区，进入导电嘴内，导电嘴分别接电源的正负极并保证两根丝材在未接触前的可靠绝缘。在智能控制系统作用下，提供适当的喷涂电压和喷涂电流，当两根金属丝材端部由于送进而相互接触时，发生短路而产生电弧，电弧保持稳定燃烧，使丝材端部瞬间熔化；在电弧发生点的背后，经雾化喷嘴加速后的高速气流使熔化的熔滴脱离丝材并雾化为粒子，喷射到经过预处理的工件表面形成涂层。

本发明的关键是通过智能控制系统调节进入喷枪的高速气流的流量来调节喷涂气流速度，从而控制喷涂丝材的加热和加速，避免喷涂粒子含碳量的降低而制备高力学性能的涂层，通过智能控制系统调节喷涂电压和电流，控制喷涂粒子的尺寸，以及氧化物增多，避免涂层硬度下降；通过控制被喷涂工件的伸缩缸的输入气流的压力实现对喷涂距离的调节，控制使粒子在空气中的飞行时间与氧化程度，将使涂层中碳含量增加，使涂层的硬度提高。

本发明的有益效果是：采用一个气源，利用智能控制系统实施分流集流阀对喷嘴的高速气流的提供以及对被喷涂工件伸缩缸的供气压力，实现喷涂距离的调节，结构紧凑；利用智能控制系统控制喷涂电压和电流，实现喷涂丝材的熔融粒子的尺寸、温度和速度的控制，使之喷涂系统涂层硬度高，力学性能达到最优。智能控制系统采用可编程方式控制灵活，灵敏度高，喷涂过程实现自动化完成喷涂系统的各种控制功能，减小人为因素对涂层力学性能的影响。

附图说明：

图1是本发明的结构示意图。

图中1——喷涂丝材及送丝机构，2——喷涂电压电路，3、7——被喷涂工件的固定基板，4——喷涂高速气流入口，5——被喷涂工件，6——被喷涂工件的伸缩缸，8——喷涂电流调节器，9——智能控制系统，10——喷涂电压调节器，11——喷涂气源，12——分流集流阀，13——伸缩缸的供气管路，14——高速喷涂气流管路。

具体实施方式：

下面结合实施例，本发明采用的方式和技术参数如下：