往复式磨耗机测控技术及其发展
1、摩擦磨损测试技术的发展与测试技术和测量仪器仪表的发展密不可分。在现代仪器仪表高度自动化和信息管理现代化的过程中,大量涌现出以计算机为核心的信息处理与控制相结合的实用系统,同时由于计算机网络技术和通信技术的迅猛发展,控制网络技术已成为自动化测控领域的发展热点。这些技术的出现与发展有力的促进了摩擦磨损试验技术和智能化往复式磨耗机的发展。传统的往复式磨耗机的测试原理是基于传统的测试系统理论,测试方法采用不连续测定法,如试验前后称量试样的重量,测定体积变化等等,即使采用了一定的测试设备,如模拟技术的记录仪等,但测量仪器多采用基于系统抗干扰性能较差,摩擦磨损测试往往不能体现摩擦学的系统性和时变性,其测量结果也无法反映极短周期内发生的变化(例如动静摩擦系数过渡变化、擦伤、咬死等)。电气调速方面多采用基于大功率晶体管、晶匣管和大功率整流技术甚至直流发电机-直流电动机技术的直流调速系统。逻辑控制部分,初采用按钮和开关进行手动控制,后来出现了继电器、接触器及其控制系统,用于控制试验机的启动、停止和有级变速,由于这种控制装置结构简单、直观易懂、维护方便、价格低廉,所以在往复式磨耗机控制上得以广泛应用,但控制系统难以改变控制程序,由机械触点实现开、关控制,触点容易出现松动和电磨损,可靠性较低。
2、随着摩擦学研究的不断深入,对往复式磨耗机的要求也越来越高。人们根据摩擦磨损的特点制造了具有通用意义的往复式磨耗机,用来研究不同状态下摩擦磨损过程中的速度、温度、摩擦力、摩擦系数、磨损量等参数的变化,根据参数的变化判断实验材料、润滑剂等性能。
3、随着计算机的普及,出现了利用计算机辅助往复式磨耗机的试验机,这种试验机多采用“传感器+信号调理+数据采集卡+软件”这样一种基于模数采集卡的基本形式。来着传感器的微弱信号经过后面配接的信号调理电路的放大和预虑后输出标准的模拟电压或电流信号,经过输导线送入计算机中的数据采集卡采样、A/D转换后,存储于计算机中进行运算分析与处理,以适当的形式输出、显示或记录测量结果。但由于试验机的拖动设备电动机和交流变频调速设备一般为交流强电设备,易产生强大的内部干扰,同时工业环境、供电系统也会带来各种外部干扰,虽可采用各种软硬件抗干扰措施在一定程度上抑制这些干扰,但这些干扰扔会使以模拟形式传输的信号产生不稳定的非正常波动,甚至会引起较大的跳跃,影响摩擦学测量结果的准确性和可靠性,同时这种形式的试验系统,信号经过多次转换,会带来一定的转换误差。但由于模拟信号传输速度快,
4 采用这种形式的往复式磨耗机在速度要求极高的场合,往往是必须的选择。电气调速方面由于脉宽调制技术和矢量控制技术的发展及其在交流调速系统中的应用,以交流异步电动机为对象和以交流变频调速器为控制器的交流调速系统得到广泛的应用。逻辑控制方面出现了以微处理器为核心的可编程控制器。自动控制理论与计算机技术的结合产生了计算机控制技术,计算机在工业领域正成为不可缺少和不可替代的强有力的控制工具。由于计算机控制系统的应用,许多传统的控制结构和方法被替代,信息利用率大大提高,从繁重的试验工作中解放出来,可以实现人工少参与的情况下,按预先编制好的测试程序,完成摩擦磨损测试、分析处理、显示或输出结果。系统一旦正常工作,各种操作一般都可以系统自动完成,可以完成长时间定时或不间断测试。