高速精密轧辊磨头的测试实验装置

本实用新型公开了一种高速精密轧辊磨头的测试实验装置，该测试平台至少包括以下部分：高速精密轧辊磨头基础部分，加载部分、液压系统以及控制系统；其中磨头基础部分在磨头前端安装了圆柱滚子轴承，加载部分在液压杆末端安装了拨叉件(9)，加载部分的加载力来源于液压加载系统，液压加载系统通过拨叉件(9)与圆柱滚子轴承(19)外圈接触实现对测试平台的加载。

1.一种高速精密轧辊磨头的测试实验装置，其特征在于：该测试平台至少包括以下部分：高速精密轧辊磨头基础部分，加载部分、液压系统以及控制系统；其中磨头基础部分在磨头前端安装了圆柱滚子轴承，加载部分在液压杆末端安装了拨叉件（9），加载部分的加载力来源于液压加载系统，液压加载系统通过拨叉件（9）与圆柱滚子轴承（19）外圈接触实现对测试平台的加载。
2.根据权利要求1所述的高速精密轧辊磨头的测试实验装置，其特征在于：所述液压加载系统包括接油箱的过滤器（1），该过滤器（1）顶部连接液压泵（2）和电机（3），该液压泵（2）输出的油液经三位四通电磁换向阀（5）后通过并联设置的单向阀（6）和调速阀（7）最后达到液压缸（8），所述拨叉件（9）与液压缸（8）连接；在液压泵（2）与换向阀（5）之间还设有接油箱的溢流阀（4）和比例溢流阀（11）；在该液压加载系统中还设有用于吸收压力脉动的蓄能器（10）。
3.根据权利要求1所述的高速精密轧辊磨头的测试实验装置，其特征在于：高速精密轧辊磨头基础部分包括主轴（14），在主轴（14）的后端周向设有卸荷机构（12）和皮带轮（13），在主轴（14）的前、后两端安装有后动静压轴承（15）和前动静压轴承（18），此两轴承支撑主轴的高速旋转，两轴承属于油膜轴承；在主轴（14）的中部设有止推轴承（16），在主轴（14）的前端周向设有圆柱滚子轴承（19），该圆柱滚子轴承（19）通过安装架（20）进行安装和定位；该圆柱滚子轴承（19）与液压加载系统中的拨叉件（9）相配合，拨叉件（9）传递过来的液压加载力通过该圆柱滚子轴承（19）作用到主轴（14）上；在该高速精密轧辊磨头基础部分外部设有箱体（21）和箱盖（17）。
4.根据权利要求2或3所述的高速精密轧辊磨头的测试实验装置，其特征在于：所述拨叉件（9）推杆的中心线与圆柱滚子轴承（19）的中心线存在一定的偏心，使拨叉件（9）在传递加载力的同时还在传递加载转矩，在液压加载系统的控制下，通过此拨叉件（9）和圆柱滚子轴承（19）实现对磨头基础平台的连续、无级的力和力矩的加载，从而实现该磨头基础平台在不同负载下的轧辊磨削实验。
5.根据权利要求1所述的高速精密轧辊磨头的测试实验装置，其特征在于：所述控制系统的硬件电路由变频器调速电路与PLC控制电路组成。
6.根据权利要求5所述的高速精密轧辊磨头的测试实验装置，其特征在于：所述变频器调速电路包括变频器的主电路、变频调速电机M、断路器QF和接触器KM；其中，变频调速电机M1驱动高速精密轧辊磨头的基础部分，通过带传动驱动主轴（14）；电机M2驱动冷却系统的电机，对高速精密轧辊磨头的润滑油液进行冷却，控制油温在允许范围内；电机M3驱动加载部分的液压泵，为加载部分提供动力；电机M4驱动供油系统的液压泵（2），为高速精密轧辊磨头性能测试平台供油系统提供油液。
7.根据权利要求5或6所述的高速精密轧辊磨头的测试实验装置，其特征在于：PLC输出的变频器控制信号及交流接触器KM1控制信号控制变频器驱动轧辊磨头主轴电机M1实现调速及冷却系统的电机起停；交流接触器KM3信号控制液压供油泵电机M3，交流接触器KM4信号控制液压加载泵电机M4；控制电源辅助输入端子R0、T0连接于断路器的输出侧。
8.根据权利要求7所述的高速精密轧辊磨头的测试实验装置，其特征在于：PLC控制电路中，PLC与变频器采用控制端子连接的方式；PLC的输入端子连接控制按钮、警报和电源，输出端子连接中间继电器线圈、指示灯和电源；中间继电器线圈KM1、KA3分别通过其常开触点与主电路接触器的线圈连接，进而控制变频器主电源的通断、磨头主轴电机M1和冷却系统电机M2的起停；中间继电器线圈KA2、KA4分别通过其常开触点与主电路接触器的线圈连接，进而控制液压供油泵电机M3和液压加载泵电机M4的起停；PLC输入端子X002、X003分别接控制按钮SB1和SB2，用于控制液压供油泵电机M3的起停；输入端子X007、X010分别接控制按钮SB5和SB6，用于液压加载泵电机M4的起停；输入端子X012、X013分别接控制按钮SB8和SB9，用于三位四通换向电磁阀左位和右位的换向控制；FX3U-4DA-ADP的通道输出比例溢流阀（11）的流量控制信号，通过调节模拟量电流大小来调节溢流阀（4）的力大小，实现压力调节；FX3U-4AD-ADP采集现场各传感器信号，传感器对主轴（14）液体动静压轴承现场信号进行采集，经PLC运算后送至上位机，对磨头的运行状态进行实时监控；断路器辅助触点QF2为流量、压力、油温传感器电源提供开关量信息。
9.根据权利要求8所述的高速精密轧辊磨头的测试实验装置，其特征在于：变频器的模拟输入信号与PLC的模拟量输出模块用双绞线屏蔽电缆连接；模拟量输入模块将轧辊磨头运行现场各传感器信号及电机输出转速反馈信号进行A/D转换并送至上位机，实现轧辊磨头主轴电机运行速度的闭环控制和运行环境的实时监控。