[发明专利]曲柄压力机智能化节能过载保护装置及过载保护方法

权利要求书

1.一种曲柄压力机智能化节能过载保护装置，其特征是，包括曲柄连杆滑块机构，所述曲柄连杆滑块机构的滑块上连接有端盖，端盖约束着连杆的连杆球头，连杆球头安装在球形支座的球形槽中，球形支座设置于缸体中，且球形支座的底部与竖向设置的弹簧上端连接，弹簧下端固定于缸体内底部；

缸体外底部有凹槽，凹槽中设有调整垫板，调整垫板上固定有压力传感器，调整垫板安装在滑块上，压力传感器通过数据线与控制器相连；所述压力传感器通过胶粘剂粘贴在调整垫板上；所述控制器由PLC模拟模块和逻辑控制模块组成；

缸体内沿内壁环形竖向设置有若干永磁铁，且相邻永磁体N极和S极相间设置，即永磁铁的磁极极性是交替排布；

缸体内填充有磁流变液，并通过缸体上的缸体端盖和密封圈密封在缸体内；缸体端盖上固定有用于限制球形支座上移最高位置的限位端盖，限位端盖上安装有行程开关，行程开关通过数据线与控制器相连；

球形支座纵向断面为倒T型，其水平延伸部将缸体内腔分为上下两部分，上下两部分腔体通过水平延伸部上设置的竖向节流孔连通；

位于节流孔内侧的支座水平延伸部上设置有线圈绕组，线圈绕组通电后的磁极极性交替排布，线圈绕组的缠绕方式是相邻线圈绕组电流异向，线圈绕组在通电的情况下根据安培右手螺旋定则，相邻电流异向的绕组产生的合磁场近似于电磁铁的N极和S极，在磁流变液工作区域的该线圈绕组所产生磁场与环形布置的永磁铁所产生磁场强度大小相等方向相反。

2.如权利要求1所述的曲柄压力机智能化节能过载保护装置，其特征是，所述球形支座与缸体内壁之间有间隙，磁流变液经此间隙能够在缸体内由球形支座分隔的上下腔体内流动。

3. 如权利要求1所述的曲柄压力机智能化节能过载保护装置，其特征是， 线圈绕组所在的球形支座和环形分布永磁铁之间通过防转键与键槽连接，使球形支座和永磁铁不能发生相对转动。

4.一种利用曲柄压力机智能化节能过载保护装置的过载保护方法，其特征是：包括：

1）压力传感器实时检测曲柄压力机工作状态下的工作压力，并通过自身的压电效应把压力信号转换成电信号，传送给控制器的PLC模拟量输入模块，PLC的模拟量输入模块通过A/D转换把采集的压力传感器的电信号转换成数字信号，PLC在每个扫描周期内对转换成的数字信号扫描一次，每一次扫描完成后，把扫描到的压力数字信号与预先设置的过载阈值进行比较，检测曲柄压力机是否处于过载状态；

2）当压力出现过载时，压力传感器在压电效应下会产生电信号，并将该信号传送到控制器，控制器在接受到压力传感器传送的曲柄压力机过载电信号后，控制器会对线圈绕组通电，蜂鸣器报警，同时使曲柄压力机工作机构停止工作；

3）磁流变液在环形布置的永磁铁施加的磁场下其内部的磁质悬浮颗粒沿磁力线形成链层结构，当线圈绕组通电后，由于线圈绕组采用相邻绕组电流异向的缠绕方式以及环形布置的永磁铁采用N极与S极交替组合的方式，在磁流变液工作区域线圈绕组产生的感应磁场与环形布置的永磁铁产生的磁场大小相等方向相反，由于电磁线圈产生的磁场和永磁铁产生的磁场相互作用，使工作区域磁流变液失去磁场的束缚，该磁流变液里的磁质悬浮颗粒链层解体，就成为易流动的液体，层间传力消失，磁流变液的剪切应力与曲柄压力机的过载压力相比近似于零；

4）在连杆球头和球形支座过载压力的作用下，下腔的磁流变液会通过节流孔和球形支座与缸体内壁之间的间隙进入到球形支座的上腔，球形支座和连杆球头相对滑块产生向下相对移动位移，压力机的曲柄连杆滑块机构通过了下死点，使压力机迅速从过载状态中不受剧烈冲击地脱离出来；

5）随着滑块的回程运动，此时球形支座和连杆球头在弹簧弹力和滑块重力的作用下，使上腔的磁流变液会通过节流孔和球形支座与缸体内壁之间的设计间隙进入到球形支座的下腔，进而曲柄连杆滑块机构就恢复至保护前的原有状态；

6）当球形支座恢复至原有高度后，此时球形支座会触碰到位于限位端盖上的行程开关，行程开关发出信号给控制器，控制器在接受到反馈信号后，给线圈绕组断电和曲柄压力机工作机构通电，蜂鸣器报警结束，把压力机的滑块调整到上死点，线圈绕组的感应磁场消失，使工作区的磁流变液磁质悬浮颗粒在环形布置的永磁铁产生的磁场下重新形成链层结构，曲柄压力机恢复正常工作，从而实现了对曲柄压力机的智能化节能过载保护。