[发明专利]一种液压对击锤的锤头速度的检测系统及其检测方法

说明书

技术领域

本专利涉及金属成型设备中的液压对击锤领域，特别涉及一种液压对击锤的锤头速度的检测系统及其检测方法。

背景技术

现代工业的高速发展，尤其在汽车、工程、矿山等行业中，需要越来越多的高精度、高质量的模锻件。模锻件的生产率高、材料利用率高、尺寸稳定，尤其是精密锻件，由于锻造后的精度高，可以减少甚至省去切削工作量，有利于提高材料的力学性能，降低锻件成本。模锻件所占锻件的比例，代表了一个国家的锻造业的水平。

液压对击锤锤头打击速度是对击锤设备工作性能的重要参数，如果能够实时监控打击速度，可以为优化打击能量建立基础，从而达到节能降耗、延长磨具寿命的功效。目前，国内锻压设备打击速度的获取主要通过打铜柱法和理论推导法两种方式。这两种方法受限于实际应用情况，难以实时获得锤头的打击速度。

发明内容

本发明的目的是提供一种液压对击锤的锤头速度的检测系统及其检测方法，即通过PLC来采集对击锤锤头上的磁钢阵列经过霍尔传感器时产生的脉冲时间，继而计算出锤头打击速度。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种液压对击锤的锤头速度的检测系统，包括固定在上锤头上的上钢磁基和固定于上钢磁基上的上磁钢阵列、固定安装在锻锤机架上且位于上锤头打击经过位置对应处的上霍尔传感器、固定安装在下锤头上的下钢磁基和固定于下钢磁基上的下磁钢阵列、固定在锻锤机架上且位于下锤头打击经过位置对应处的的下霍尔传感器、与上霍尔传感器和下霍尔传感器相连接的PLC装置。每个磁钢阵列的磁钢数量为6个, 每个磁钢大小及磁性相同，每个磁钢固定在孔间距为3cm的钢磁基上。在上锤头和下锤头的侧面位置挖设两个与上钢磁基和下钢磁基相匹配的凹槽，用环氧树脂胶将上钢磁基和下钢磁基固定在凹槽里。磁钢阵列与霍尔传感器之间的距离以磁钢阵列经过霍尔传感器时能产生稳定的脉冲为准。

一种液压对击锤的锤头速度的检测系统的检测方法，通过安装在机架上的霍尔传感器和上下锤头上的磁钢阵列，采用PLC检测并计算出对击锤进行打击时候锤头打击速度，具体包括以下步骤：（a）对击锤通电开始打击后，上锤头和下锤头分别运动，当每个磁钢经过霍尔传感器时，霍尔传感器产生一个相应的脉冲，此时PLC装置开始计时；（b）PLC装置测出相邻两个磁钢经过霍尔传感器的时间t，即可根据公式算出锤头经过传感器时的瞬时速度v。

本发明的优点是：通过实时监控打击速度，为优化打击能量建立了基础，从而达到节能降耗、延长磨具寿命的功效。

附图说明

图1是本发明液压对击锤的锤头速度的检测系统的结构示意图；

图2是本发明液压对击锤的锤头速度的检测系统中磁钢阵列的排列示意图。

图中：1、上锤头；2、下锤头；3、上磁钢阵列；4、下磁钢阵列；5、上钢磁基；6、下钢磁基；7、上霍尔传感器；8、下霍尔传感器；9、PLC装置；10、磁钢。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行进一步详细说明。

本发明液压对击锤的锤头速度的检测系统的结构示意图如图1所示，包括固定在上锤头1上的上钢磁基5和固定于上钢磁基5上的上磁钢阵列3、固定安装在锻锤机架上且位于上锤头打击经过位置对应处的上霍尔传感器7、固定安装在下锤头2上的下钢磁基6和固定于下钢磁基6上的下磁钢阵列4、固定在锻锤机架上且位于下锤头打击经过位置对应处的的下霍尔传感器8、与上霍尔传感器7和下霍尔传感器8相连接的PLC装置9。每个磁钢阵列的磁钢数量为6个, 每个磁钢大小及磁性相同，每个磁钢固定在孔间距为3cm的钢磁基上。在上锤头1和下锤头2的侧面位置挖设两个与上钢磁基5和下钢磁基6相匹配的凹槽，用环氧树脂胶将上钢磁基5和下钢磁基6固定在凹槽里。磁钢阵列与霍尔传感器之间的距离以磁钢阵列经过霍尔传感器时能产生稳定的脉冲为准。

上述检测系统的检测方法为：通过安装在机架上的霍尔传感器和上下锤头上的磁钢阵列，采用PLC检测并计算出对击锤进行打击时候锤头打击速度，具体包括以下步骤：（a）对击锤通电开始打击后，上锤头1和下锤头2分别运动，当每个磁钢10经过霍尔传感器时，霍尔传感器产生一个相应的脉冲，此时PLC装置9开始计时;（b）PLC装置9测出相邻两个磁钢10经过霍尔传感器的时间t，即可根据公式算出锤头经过传感器时的瞬时速度v，v=s/t。

在这里，假设锤头打击时的速度约为6m/s，则相邻两个磁钢通过霍尔传感器的时间间隔t=L/V=0.005s，设打击时的最大加速度a=10m/s²，ΔV=0.005*10=0.05m/s,所以速度误差约为ΔV/V=0.8%，满足精度要求。