一種航空發(fā)動(dòng)機(jī)高速軸承高低溫潤滑試驗(yàn)裝置及控制方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及高速軸承性能試驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種航空發(fā)動(dòng)機(jī)高速軸承高低溫潤滑試驗(yàn)裝置及控制方法。為了實(shí)現(xiàn)潤滑模擬及環(huán)境溫度模擬的同步進(jìn)行，更好的模擬軸承實(shí)際運(yùn)行的工況，本發(fā)明的裝置由供油系統(tǒng)（1）、加熱系統(tǒng)（2）、試驗(yàn)系統(tǒng)（3）、回油冷卻系統(tǒng)（4）及循環(huán)散熱系統(tǒng)（5）串聯(lián)組成；潤滑油可根據(jù)目標(biāo)工況通過電磁換向閥（201）選擇單獨(dú)使用電加熱棒（106）或同時(shí)使用電加熱棒（106）及電加熱器（203）進(jìn)行加熱；主油箱（101）及副油箱（401）獨(dú)立設(shè)置，利用第一循環(huán)泵（405）進(jìn)行局部散熱，利用第二循環(huán)泵（501）進(jìn)行循環(huán)散熱。本發(fā)明通過上位機(jī)、PLC及多個(gè)傳感器對裝置進(jìn)行控制，自動(dòng)化程度高且結(jié)構(gòu)簡單，便于操作，利于推廣。
【專利說明】
一種航空發(fā)動(dòng)機(jī)高速軸承高低溫潤滑試驗(yàn)裝置及控制方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及高速軸承性能試驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域，具體的說是一種航空發(fā)動(dòng)機(jī)高速軸承高低溫潤滑試驗(yàn)裝置及控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]航空發(fā)動(dòng)機(jī)高速軸承在進(jìn)行耐久性試驗(yàn)時(shí)，需要對高速軸承的工況環(huán)境進(jìn)行模擬，通常進(jìn)行載荷模擬、潤滑模擬和溫度模擬。發(fā)明專利申請書(CN201410448781.0)中描述了一種軸承綜合動(dòng)態(tài)性能試驗(yàn)裝置及其測試方法，其中潤滑模擬通過流量控制裝置和壓力控制裝置控制軸承的潤滑，溫度模擬通過加熱電阻絲或加熱爐來實(shí)現(xiàn)軸承環(huán)境溫度的控制。發(fā)明專利申請書(CN201210556215.2)中描述了關(guān)節(jié)軸承高低溫環(huán)境壽命試驗(yàn)機(jī)，其中環(huán)境模擬通過環(huán)境箱和溫度傳感器實(shí)現(xiàn)軸承環(huán)境的模擬。上述發(fā)明申請中均是將潤滑和環(huán)境溫度的模擬分別實(shí)施，在試驗(yàn)過程中并不能很好的模擬航空發(fā)動(dòng)機(jī)高速軸承真正的工況環(huán)境。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明旨在提供一種航空發(fā)動(dòng)機(jī)高速軸承高低溫潤滑試驗(yàn)裝置及其控制方法，將潤滑和環(huán)境溫度的同時(shí)模擬通過該裝置實(shí)現(xiàn)，更加符合航空發(fā)動(dòng)機(jī)高速軸承的實(shí)際運(yùn)行工況。
[0004]為解決以上技術(shù)問題，本裝置包括供油系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)、試驗(yàn)系統(tǒng)、回油冷卻系統(tǒng)、循環(huán)散熱系統(tǒng)及控制系統(tǒng)，所述供油系統(tǒng)包括主油箱、定量栗、第一過濾器、第一壓差發(fā)訊器、第一溫度傳感器、電加熱棒、第一液位繼電器、壓力傳感器及流量計(jì)，所述第一溫度傳感器、電加熱棒及第一液位繼電器均設(shè)置在所述主油箱中，所述主油箱的供油口通過供油管路依次連接所述定量栗、第一過濾器及加熱系統(tǒng)，其中在所述第一過濾器與加熱系統(tǒng)之間的供油管路上還依次設(shè)置有所述壓力傳感器及流量計(jì)，所述第一壓差發(fā)訊器連接于第一過濾器的進(jìn)出口兩端;所述加熱系統(tǒng)包括電磁換向閥、第二溫度傳感器、電加熱器、第三溫度傳感器，所述電磁換向閥的入口連接于供油管路上的流量計(jì)之后，所述電磁換向閥的第一出口依次連接第二溫度傳感器、電加熱器、第三溫度傳感器及試驗(yàn)系統(tǒng)，所述電磁換向閥的第二出口與所述電加熱器及第三溫度傳感器之間的供油管路相連，所述電加熱器腔內(nèi)設(shè)置有第四溫度傳感器;所述回油冷卻系統(tǒng)包括副油箱、抽油栗、第二過濾器、第二壓差發(fā)訊器、第一循環(huán)栗、第一風(fēng)冷機(jī)、第三過濾器、第三壓差發(fā)訊器、第二液位繼電器及第五溫度傳感器，所述第二液位繼電器及第五溫度傳感器均設(shè)置在所述副油箱中，所述抽油栗的入口通過第二過濾器與試驗(yàn)系統(tǒng)的油池相連，出口與副油箱相連，所述第二壓差發(fā)訊器連接于第二過濾器的進(jìn)出口兩端，所第一述循環(huán)栗的出口及入口分別連接于副油箱的兩側(cè)，所述第一風(fēng)冷機(jī)及第三過濾器依次設(shè)置在第一循環(huán)栗的出口及副油箱之間的循環(huán)管路上，所述第三壓差發(fā)訊器連接于第三過濾器的進(jìn)出口兩端;所述循環(huán)散熱系統(tǒng)包括第二循環(huán)栗、第二風(fēng)冷機(jī)、第四過濾器及第四壓差發(fā)訊器，所述第二循環(huán)栗的入口與副油箱相連，出口通過管路依次與所述第二風(fēng)冷機(jī)、第三過濾器及主油箱連接，所述第四壓差發(fā)訊器連接于第四過濾器的進(jìn)出口兩端;所述控制系統(tǒng)包括集成人機(jī)交互界面的上位機(jī)、PLC、第一溫控儀及第二溫控儀，所述PLC包括CPU、I/O模塊、A/D模塊，所述上位機(jī)與PLC的CPU實(shí)現(xiàn)雙向通信，所述第一壓差發(fā)訊器、第二壓差發(fā)訊器、第三壓差發(fā)訊器、第四壓差發(fā)訊器、第一液位繼電器及第二液位繼電器的信號(hào)分別與PLC的數(shù)字信號(hào)輸入相連，所述定量栗、抽油栗、第一循環(huán)栗、第二循環(huán)栗、電磁換向閥及人機(jī)交互界面的故障報(bào)警的控制系統(tǒng)分別與PLC的數(shù)字信號(hào)輸出相連，所述第一溫度傳感器、第二溫度傳感器、第三溫度傳感器、第四溫度傳感器、第五溫度傳感器、壓力傳感器及流量計(jì)的信號(hào)分別與PLC的模擬信號(hào)輸入相連，所述電加熱棒的控制信號(hào)通過第一溫控儀與PLC的模擬信號(hào)輸出相連，所述電加熱的控制信號(hào)器通過第二溫控儀與PLC的模擬信號(hào)輸出相連。
[0005]優(yōu)選的，所述供油系統(tǒng)在第一過濾器與壓力傳感器之間的供油管路上依次設(shè)置有第一單向閥及調(diào)速閥，在壓力傳感器與流量計(jì)之間的供油管路上設(shè)置有第一球閥；所述供油系統(tǒng)還包括一個(gè)溢流閥，該溢流閥的入口連接于所述第一單向閥與調(diào)速閥之間的供油管路上，出口連接于主油箱;所述主油箱設(shè)置有第一液位計(jì)，主油箱的注油口設(shè)置有第一空氣過濾器，在供油管路的壓力傳感器處還設(shè)置有第一壓力表;所述第一過濾器為雙桶過濾器，所述電加熱棒數(shù)量為兩個(gè)。
[0006]優(yōu)選的，所述加熱系統(tǒng)的電加熱器在與第二溫度傳感器及第三溫度傳感器之間的供油管路上依次設(shè)置有第二單向閥及第三單向閥;所述電磁換向閥的第二出口通過第四單向閥連接于所述第三單向閥與第三溫度傳感器之間的供油管路上;所述第三溫度傳感器與試驗(yàn)系統(tǒng)之間的供油管路上還設(shè)置有第二球閥。
[0007]優(yōu)選的，所述油池與抽油栗之間的回油管路上設(shè)置有第三球閥；所述第一風(fēng)冷機(jī)的進(jìn)口與第一循環(huán)栗出口之間的循環(huán)管路上設(shè)置有第二壓力表，第一風(fēng)冷機(jī)的出口與第二過濾器進(jìn)口之間的循環(huán)管路上設(shè)置有第一溫度表;所述副油箱設(shè)置有第二液位計(jì)，副油箱的注油口設(shè)置有第二空氣過濾器。
[0008]優(yōu)選的，所述第二風(fēng)冷機(jī)的進(jìn)口與第二循環(huán)栗出口之間的循環(huán)管路上設(shè)置有第三壓力表，第二風(fēng)冷機(jī)的出口與第三過濾器進(jìn)口之間的循環(huán)管路上設(shè)置有第二溫度表。
[0009]優(yōu)選的，所述第一壓力表、第二壓力表及第三壓力表分別通過一次閥與管路相連。
[0010]控制所述的一種航空發(fā)動(dòng)機(jī)高速軸承高低溫潤滑實(shí)驗(yàn)裝置的方法，包括以下步驟:
步驟一:檢測上位機(jī)與PLC之間網(wǎng)絡(luò)通訊狀態(tài)，人工輸入高低溫潤滑裝置的溫度控制指標(biāo)，或人工選擇試驗(yàn)項(xiàng)目從試驗(yàn)流程中讀取溫度控制指標(biāo)；
步驟二:檢測PLC的I/O通訊模塊和A/D通訊模塊對第一壓差發(fā)訊器、第一液位繼電器、第二壓差發(fā)訊器、第二液位繼電器、第三壓差發(fā)訊器、第四壓差發(fā)訊器、第一溫度傳感器、第二溫度傳感器、第三溫度傳感器、第四溫度傳感器、第五溫度傳感器、壓力傳感器及流量計(jì)的信號(hào)采集，并通過網(wǎng)絡(luò)通訊上傳至上位機(jī)進(jìn)行人機(jī)交互界面顯示；
步驟三:上位機(jī)對接受到的信號(hào)進(jìn)行分析處理，完成人機(jī)交互功能和高低溫潤滑系統(tǒng)的潤滑溫度控制量計(jì)算，輸出控制指令，控制指令通過PLC的輸出至第一溫控儀及第二溫控儀；
步驟四:判斷潤滑油溫度控制范圍，當(dāng)潤滑油溫控指標(biāo)低于80度時(shí)，選擇電加熱棒進(jìn)行加溫；當(dāng)潤滑油溫控指標(biāo)高于80度時(shí)，選擇供電加熱棒及電加熱器共同加熱;通過電磁換向閥切換油路實(shí)現(xiàn)高溫潤滑和低溫潤滑的切換；
步驟五:通過第一液位繼電器及第二液位繼電器分別判斷主油箱和副油箱的液位反饋信息，第一液位繼電器及第二液位繼電器均可以輸出液位低信號(hào)和超低信號(hào)；當(dāng)主油箱液位低時(shí)，開啟第二循環(huán)栗，當(dāng)副油箱液位低時(shí)，停止第二循環(huán)栗工作；
步驟六:根據(jù)溫度、液位信號(hào)進(jìn)行應(yīng)急停機(jī)判斷，如果潤滑油溫度超出設(shè)定值溫度10%時(shí)，報(bào)警并停機(jī);當(dāng)檢測到供油油箱或回油油箱液位超低信號(hào)時(shí)，停機(jī)并報(bào)警。
[0011]有益效果
本發(fā)明能夠充分模擬航空發(fā)動(dòng)機(jī)高速軸承的實(shí)際潤滑和環(huán)境溫度工況；
通過控制潤滑油的溫度來模擬高速軸承的環(huán)境溫度，將原有的潤滑系統(tǒng)和環(huán)境模擬系統(tǒng)合二為一，使得試驗(yàn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)更為簡單、緊湊。
[0012]采用獨(dú)立的加熱器對潤滑油進(jìn)行加熱，并通過電磁換向閥來切換油路，實(shí)現(xiàn)了高溫潤滑和低溫潤滑的及時(shí)交替，符合航空發(fā)動(dòng)機(jī)高度軸承的實(shí)際潤滑情況。
[0013]設(shè)置有多個(gè)一次表，在現(xiàn)場更加直觀讀取各個(gè)參數(shù)。
[0014]供油油箱和回油油箱獨(dú)立設(shè)置，中間利用循環(huán)栗進(jìn)行油液的循環(huán)，使得高溫潤滑油在進(jìn)入回油油箱后能夠迅速進(jìn)行散熱，使得供油液路中的油溫始終低于80度，這樣可以利用普通型號(hào)的液壓信號(hào)采集和控制元件進(jìn)行測控，不會(huì)因?yàn)楦邷赜绊懸簤涸牟杉涂刂凭?，且?jié)約成本。
【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明的供油系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為本發(fā)明的加熱系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4為本發(fā)明的回油冷卻系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
圖5為本發(fā)明的循環(huán)散熱系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
圖6為本發(fā)明的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
圖7為本發(fā)明的控制流程圖；
圖中標(biāo)記:1、供油系統(tǒng)，101、主油箱，102、定量栗，103、第一過濾器，104、第一壓差發(fā)訊器，105、第一溫度傳感器，106、電加熱棒，107、第一液位繼電器，108、壓力傳感器，109、流量計(jì)，110、第一單向閥，111、調(diào)速閥，112、第一球閥，113、溢流閥，114、第一液位計(jì)，115、第一空氣過濾器，116、第一壓力表，2、加熱系統(tǒng)，201、電磁換向閥，202、第二溫度傳感器，203、電加熱器，204、第三溫度傳感器，205、第四溫度傳感器，206、第二單向閥，207、第三單向閥，208、第四單向閥，209、第二球閥，3、試驗(yàn)系統(tǒng)，301、油池，4、回油冷卻系統(tǒng)，401、副油箱，402、抽油栗，403、第二過濾器，404、第二壓差發(fā)訊器，405、第一循環(huán)栗，406、第一風(fēng)冷機(jī)，407、第三過濾器，408、第三壓差發(fā)訊器，409、第二液位繼電器，410、第五溫度傳感器，411、第三球閥，412、第二壓力表，413、第一溫度表，414、第二液位計(jì)，415、第二空氣過濾器，5、循環(huán)散熱系統(tǒng)，501、第二循環(huán)栗，502、第二風(fēng)冷機(jī)，503、第四過濾器，504、第四壓差發(fā)訊器，505、第三壓力表，506、第二溫度表，6、控制系統(tǒng)。
【具體實(shí)施方式】
[0016]如圖1至圖6所示，本發(fā)明的一種航空發(fā)動(dòng)機(jī)高速軸承高低溫潤滑試驗(yàn)裝置優(yōu)選的實(shí)施方式包括供油系統(tǒng)1、加熱系統(tǒng)2、試驗(yàn)系統(tǒng)3、回油冷卻系統(tǒng)4、循環(huán)散熱系統(tǒng)5及控制系統(tǒng)6 0
[0017]供油系統(tǒng)I包括主油箱101、定量栗102、第一過濾器103、第一壓差發(fā)訊器104、第一溫度傳感器105、電加熱棒106、第一液位繼電器107、壓力傳感器108、流量計(jì)109、第一單向閥110、調(diào)速閥111、第一球閥112、溢流閥113、第一液位計(jì)114、第一空氣過濾器115及第一壓力表116;其中第一過濾器103為雙桶過濾器，其結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，并帶旁通閥及濾芯污染堵塞發(fā)訊器，以達(dá)到保證系統(tǒng)安全的目的。電加熱棒106數(shù)量為兩個(gè)，利于主油箱101內(nèi)的潤滑油快速加熱升溫。主油箱101的注油口設(shè)置有第一空氣過濾器115，用于過濾空氣中的水汽及雜質(zhì)。所述主油箱101的供油口通過供油管路依次連接定量栗102、第一過濾器103、第一單向閥110、調(diào)速閥111、第一球閥112、流量計(jì)109及加熱系統(tǒng)2，其中第一壓差發(fā)訊器104設(shè)置在第一過濾器103的進(jìn)出口兩端，測量其進(jìn)出口壓力，檢測是否通暢，是否需更換濾芯。壓力傳感器108及第一壓力表116設(shè)置在調(diào)速閥111及第一球閥112之間的供油管路上。第一溫度傳感器105、電加熱棒106、第一液位繼電器107及第一液位計(jì)114均設(shè)置在所述主油箱101中，測量主油箱101內(nèi)潤換油的各項(xiàng)參數(shù)，并遠(yuǎn)傳PLC或供現(xiàn)場讀數(shù)。供油系統(tǒng)I還包括一個(gè)溢流閥113，該溢流閥113的入口連接于第一單向閥110與調(diào)速閥111之間的供油管路上，出口連接于主油箱101，在定量栗102節(jié)流調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，定量栗102提供的是恒定流量，當(dāng)系統(tǒng)壓力增大時(shí)，會(huì)使流量需求減小。此時(shí)溢流閥113開啟，使多余流量溢回主油箱101，保證溢流閥113的進(jìn)口壓力，即保證栗出口壓力恒定。
[0018]加熱系統(tǒng)2包括電磁換向閥201、第二溫度傳感器202、電加熱器203、第三溫度傳感器204、四溫度傳感器205，第二單向閥206、第三單向閥207、第四單向閥208及第二球閥209。第四溫度傳感器205設(shè)置在電加熱器203腔內(nèi)。電磁換向閥201夠?qū)櫥吐愤M(jìn)行切換控制，實(shí)現(xiàn)了高溫潤滑、低溫潤滑之間的快速切換，其入口連接于供油管路上的流量計(jì)109之后，其第一出口依次連接第二溫度傳感器202、第二單向閥206、電加熱器203、第三單向閥207、第三溫度傳感器204、第二球閥209及試驗(yàn)系統(tǒng)3，電磁換向閥201的第二出口通過第第四單向閥209連接于第三單向閥207與第三溫度傳感器204之間的供油管路上。所述幾個(gè)單向閥的設(shè)置能夠有效防止高低溫潤滑油在供油管路中倒流。采用獨(dú)立的電加熱器203對潤滑油進(jìn)行加熱，并通過電磁換向閥201來切換油路，實(shí)現(xiàn)了高溫潤滑和低溫潤滑的及時(shí)交替，符合航空發(fā)動(dòng)機(jī)高度軸承的實(shí)際潤滑情況。
[0019]回油冷卻系統(tǒng)4包括副油箱401、抽油栗402、第二過濾器403、第二壓差發(fā)訊器404、第一循環(huán)栗405、第一風(fēng)冷機(jī)406、第三過濾器407、第三壓差發(fā)訊器408、第二液位繼電器409、第五溫度傳感器410、第三球閥411、第二壓力表412、第一溫度表413、第二液位計(jì)414及第二空氣過濾器415。其中第二液位繼電器409、第五溫度傳感器410及第二液位計(jì)414均設(shè)置在所述副油箱401中，測量副油箱401內(nèi)潤換油的各項(xiàng)參數(shù)，并遠(yuǎn)傳PLC或供現(xiàn)場讀數(shù)。副油箱401的注油口設(shè)置有第二空氣過濾器415，用于過濾空氣中的水汽及雜質(zhì)。抽油栗402的入口依次通過第二過濾器403及第三球閥411與試驗(yàn)系統(tǒng)3的油池301相連，出口與副油箱401相連，實(shí)現(xiàn)將油池301中使用過的潤滑油抽入副油箱401中，第二壓差發(fā)訊器404連接于第二過濾器403的進(jìn)出口兩端，測量其進(jìn)出口壓力，檢測是否通暢，是否需更換濾芯。為實(shí)現(xiàn)副油箱401內(nèi)部潤滑油的循環(huán)散熱，特設(shè)置有第一循環(huán)栗405，其出口及入口分別間隔連接于副油箱401的兩側(cè)，在其入口與副油箱401之間的循環(huán)管路上設(shè)置有第二壓力表404，在其出口及副油箱401之間的循環(huán)管路上依次設(shè)置第一風(fēng)冷機(jī)406、第三過濾器407及第一溫度表413，所述第三壓差發(fā)訊器408連接于第三過濾器407的進(jìn)出口兩端。
[0020]循環(huán)散熱系統(tǒng)5包括第二循環(huán)栗501、第二風(fēng)冷機(jī)502、第四過濾器503、第四壓差發(fā)訊器504、第三壓力表505及第二溫度表506。為了實(shí)現(xiàn)主油箱101與副油箱401之間潤滑油的循環(huán)及兼顧散熱，第二循環(huán)栗501的入口與副油箱401相連，在其間的循環(huán)管路上設(shè)置有第三壓力表505，出口通過循環(huán)管路依次與第二風(fēng)冷機(jī)502、第二溫度表506、第三過濾器407及主油箱101連接，第四壓差發(fā)訊器504連接于第四過濾器503的進(jìn)出口兩端。
[0021]控制系統(tǒng)6包括集成人機(jī)交互界面的上位機(jī)、PLC、第一溫控儀及第二溫控儀，所述PLC包括CPU、I/O模塊、A/D模塊，所述上位機(jī)與PLC的CPU實(shí)現(xiàn)雙向通信，所述第一壓差發(fā)訊器104、第二壓差發(fā)訊器404、第三壓差發(fā)訊器408、第四壓差發(fā)訊器504、第一液位繼電器107及第二液位繼電器409的信號(hào)分別與PLC的數(shù)字信號(hào)輸入相連，所述定量栗102、抽油栗402、第一循環(huán)栗405、第二循環(huán)栗501、電磁換向閥201及人機(jī)交互界面的故障報(bào)警的控制系統(tǒng)分別與PLC的數(shù)字信號(hào)輸出相連，所述第一溫度傳感器105、第二溫度傳感器202、第三溫度傳感器204、第四溫度傳感器205、第五溫度傳感器410、壓力傳感器108及流量計(jì)109的信號(hào)分別與PLC的模擬信號(hào)輸入相連，所述電加熱棒106的控制信號(hào)通過第一溫控儀與PLC的模擬信號(hào)輸出相連，所述電加熱的控制信號(hào)器通過第二溫控儀與PLC的模擬信號(hào)輸出相連。
[0022]上述第一壓力表116、第二壓力表412及第三壓力表505分別通過一次閥與管路相連，在儀表損壞時(shí)，只需旋緊一次閥即可更換。
[0023]本發(fā)明通過控制潤滑油的溫度來模擬高速軸承的環(huán)境溫度，將原有的潤滑系統(tǒng)和環(huán)境模擬系統(tǒng)合二為一，使得試驗(yàn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)更為簡單、緊湊。采用獨(dú)立的加熱器對潤滑油進(jìn)行加熱，并通過電磁換向閥來切換油路，實(shí)現(xiàn)了高溫潤滑和低溫潤滑的及時(shí)交替，符合航空發(fā)動(dòng)機(jī)高度軸承的實(shí)際潤滑情況，充分模擬航空發(fā)動(dòng)機(jī)高速軸承的實(shí)際潤滑和環(huán)境溫度工況。本發(fā)明的主油箱101和副油箱401獨(dú)立設(shè)置，利用第一循環(huán)栗405進(jìn)行局部散熱，利用第二循環(huán)栗501進(jìn)行循環(huán)散熱，使得供油液路中的油溫始終低于80度，這樣可以利用普通型號(hào)的液壓信號(hào)采集和控制元件進(jìn)行測控，不會(huì)因?yàn)楦邷赜绊懸簤涸牟杉涂刂凭?，且?jié)約成本。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中還設(shè)置有多個(gè)一次表，能使現(xiàn)場操作人員通過一次表直觀讀取各個(gè)參數(shù)，從而快速反應(yīng)，提高設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)效率及安全性能。
[0024]本發(fā)明的一種航空發(fā)動(dòng)機(jī)高速軸承高低溫潤滑實(shí)驗(yàn)裝置的控制方法如圖7所示包括以下步驟:
步驟一:檢測上位機(jī)與PLC之間網(wǎng)絡(luò)通訊狀態(tài)，人工輸入高低溫潤滑裝置的溫度控制指標(biāo)，或人工選擇試驗(yàn)項(xiàng)目從試驗(yàn)流程中讀取溫度控制指標(biāo)。
[0025]步驟二:檢測PLC的I/O通訊模塊和A/D通訊模塊對第一壓差發(fā)訊器(104)、第一液位繼電器(107)、第二壓差發(fā)訊器(404)、第二液位繼電器(409)、第三壓差發(fā)訊器(408)、第四壓差發(fā)訊器(504)、第一溫度傳感器(105)、第二溫度傳感器(202)、第三溫度傳感器(204)、第四溫度傳感器(205)、第五溫度傳感器(410)、壓力傳感器(108)及流量計(jì)(109)的信號(hào)采集，并通過網(wǎng)絡(luò)通訊上傳至上位機(jī)進(jìn)行人機(jī)交互界面顯示，以便于監(jiān)控和調(diào)試。
[0026]步驟三:上位機(jī)對接受到的信號(hào)進(jìn)行分析處理，完成人機(jī)交互功能和高低溫潤滑系統(tǒng)的潤滑溫度控制量計(jì)算，輸出控制指令，控制指令通過PLC的輸出至第一溫控儀及第二溫控儀。
[0027]步驟四:判斷潤滑油溫度控制范圍，當(dāng)潤滑油溫控指標(biāo)低于80度時(shí)，選擇電加熱棒(106)進(jìn)行加溫；當(dāng)潤滑油溫控指標(biāo)高于80度時(shí)，選擇供電加熱棒(106)及電加熱器(203)共同加熱;通過電磁換向閥(201)切換油路實(shí)現(xiàn)高溫潤滑和低溫潤滑的切換。
[0028]步驟五:通過第一液位繼電器(107)及第二液位繼電器(409)分別判斷主油箱(101)和副油箱(401)的液位反饋信息，第一液位繼電器(107)及第二液位繼電器(409)均可以輸出液位低信號(hào)和超低信號(hào)；當(dāng)主油箱(101)液位低時(shí)，開啟第二循環(huán)栗(501)，當(dāng)副油箱(401)液位低時(shí)，停止第二循環(huán)栗(501)工作。
[0029]步驟六:根據(jù)溫度、液位信號(hào)進(jìn)行應(yīng)急停機(jī)判斷，如果潤滑油溫度超出設(shè)定值溫度10%時(shí)，報(bào)警并停機(jī)；當(dāng)檢測到供油油箱或回油油箱液位超低信號(hào)時(shí)，報(bào)警并停機(jī)。根據(jù)試驗(yàn)流程判斷是否結(jié)束試驗(yàn)，如需結(jié)束試驗(yàn)則在人機(jī)界面顯示結(jié)束試驗(yàn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種航空發(fā)動(dòng)機(jī)高速軸承高低溫潤滑試驗(yàn)裝置，其包括供油系統(tǒng)(I)、加熱系統(tǒng)(2)、試驗(yàn)系統(tǒng)(3)、回油冷卻系統(tǒng)(4)、循環(huán)散熱系統(tǒng)(5)及控制系統(tǒng)(6)，其特征在于:所述供油系統(tǒng)(I)包括主油箱(101)、定量栗(102)、第一過濾器(103)、第一壓差發(fā)訊器(104)、第一溫度傳感器(105)、電加熱棒(106)、第一液位繼電器(107)、壓力傳感器(108)及流量計(jì)(109)，所述第一溫度傳感器(105)、電加熱棒(106)及第一液位繼電器(107)均設(shè)置在所述主油箱(101)中，所述主油箱(101)的供油口通過供油管路依次連接所述定量栗(102)、第一過濾器(103)及加熱系統(tǒng)(2)，其中在所述第一過濾器(103)與加熱系統(tǒng)(2)之間的供油管路上還依次設(shè)置有所述壓力傳感器(108)及流量計(jì)(109)，所述第一壓差發(fā)訊器(104)連接于第一過濾器(103)的進(jìn)出口兩端;所述加熱系統(tǒng)(2)包括電磁換向閥(201)、第二溫度傳感器(202)、電加熱器(203)、第三溫度傳感器(204)及第四溫度傳感器(205)，所述電磁換向閥(201)的入口連接于供油管路上的流量計(jì)(109 )之后，所述電磁換向閥(201)的第一出口依次連接第二溫度傳感器(202)、電加熱器(203)、第三溫度傳感器(204)及試驗(yàn)系統(tǒng)(3)，所述電磁換向閥(201)的第二出口與所述電加熱器(203)及第三溫度傳感器(204)之間的供油管路相連，所述第四溫度傳感器(205)設(shè)置在電加熱器(203)腔內(nèi)；所述回油冷卻系統(tǒng)(4)包括副油箱(401)、抽油栗(402)、第二過濾器(403)、第二壓差發(fā)訊器(404)、第一循環(huán)栗(405)、第一風(fēng)冷機(jī)(406)、第三過濾器(407)、第三壓差發(fā)訊器(408)、第二液位繼電器(409)及第五溫度傳感器(410)，所述第二液位繼電器(409)及第五溫度傳感器(410)均設(shè)置在所述副油箱(401)中，所述抽油栗(402)的入口通過第二過濾器(403)與試驗(yàn)系統(tǒng)(3)的油池(301)相連，出口與副油箱(401)相連，所述第二壓差發(fā)訊器(404)連接于第二過濾器(403)的進(jìn)出口兩端，所述第一循環(huán)栗的出口及入口分別連接于副油箱(401)的兩側(cè)，所述第一風(fēng)冷機(jī)(406)及第三過濾器(407)依次設(shè)置在第一循環(huán)栗(405)的出口及副油箱(401)之間的循環(huán)管路上，所述第三壓差發(fā)訊器(408)連接于第三過濾器(407)的進(jìn)出口兩端;所述循環(huán)散熱系統(tǒng)(5)包括第二循環(huán)栗(501)、第二風(fēng)冷機(jī)(502)、第四過濾器(503)及第四壓差發(fā)訊器(504)，所述第二循環(huán)栗(501)的入口與副油箱(401)相連，出口通過循環(huán)管路依次與所述第二風(fēng)冷機(jī)(502)、第三過濾器(407)及主油箱(101)連接，所述第四壓差發(fā)訊器(504)連接于第四過濾器(503)的進(jìn)出口兩端;所述控制系統(tǒng)(6)包括集成人機(jī)交互界面的上位機(jī)、PLC、第一溫控儀及第二溫控儀，所述PLC包括CPU、I/0模塊、A/D模塊，所述上位機(jī)與PLC的CPU實(shí)現(xiàn)雙向通信，所述第一壓差發(fā)訊器(104)、第二壓差發(fā)訊器(404)、第三壓差發(fā)訊器(408)、第四壓差發(fā)訊器(504)、第一液位繼電器(107)及第二液位繼電器(409)的信號(hào)分別與PLC的數(shù)字信號(hào)輸入相連，所述定量栗(102)、抽油栗(402)、第一循環(huán)栗(405)、第二循環(huán)栗(501)、電磁換向閥(201)及人機(jī)交互界面的故障報(bào)警的控制系統(tǒng)分別與PLC的數(shù)字信號(hào)輸出相連，所述第一溫度傳感器(105)、第二溫度傳感器(202)、第三溫度傳感器(204)、第四溫度傳感器(205)、第五溫度傳感器(410)、壓力傳感器(108)及流量計(jì)(109)的信號(hào)分別與PLC的模擬信號(hào)輸入相連，所述電加熱棒(106 )的控制信號(hào)通過第一溫控儀與PLC的模擬信號(hào)輸出相連，所述電加熱的控制信號(hào)器通過第二溫控儀與PLC的模擬信號(hào)輸出相連。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種航空發(fā)動(dòng)機(jī)高速軸承高低溫潤滑試驗(yàn)裝置，其特征在于:所述供油系統(tǒng)(I)在第一過濾器(103)與壓力傳感器(108)之間的供油管路上依次設(shè)置有第一單向閥(110)及調(diào)速閥(111)，在壓力傳感器(108)與流量計(jì)(109)之間的供油管路上設(shè)置有第一球閥(112 );所述供油系統(tǒng)(I)還包括一個(gè)溢流閥(113 )，該溢流閥(113 )的入口連接于所述第一單向閥(110)與調(diào)速閥(111)之間的供油管路上，出口連接于主油箱(101);所述主油箱(101)設(shè)置有第一液位計(jì)(114)，主油箱(101)的注油口設(shè)置有第一空氣過濾器(115)，在供油管路的壓力傳感器(108)處還設(shè)置有第一壓力表(I 16);所述第一過濾器(103)為雙桶過濾器，所述電加熱棒(106)數(shù)量為兩個(gè)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種航空發(fā)動(dòng)機(jī)高速軸承高低溫潤滑試驗(yàn)裝置，其特征在于:所述加熱系統(tǒng)(2)的電加熱器(203)在與第二溫度傳感器(202)及第三溫度傳感器(204)之間的供油管路上依次設(shè)置有第二單向閥(206)及第三單向閥(207);所述電磁換向閥(201)的第二出口通過第四單向閥(208)連接于所述第三單向閥(207)與第三溫度傳感器(204)之間的供油管路上;所述第三溫度傳感器(204)與試驗(yàn)系統(tǒng)(3)之間的供油管路上還設(shè)置有第二球閥(209)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種航空發(fā)動(dòng)機(jī)高速軸承高低溫潤滑試驗(yàn)裝置，其特征在于:所述油池(301)與抽油栗(402)之間的回油管路上設(shè)置有第三球閥(411);所述第一風(fēng)冷機(jī)(406)的進(jìn)口與第一循環(huán)栗(405)出口之間的循環(huán)管路上設(shè)置有第二壓力表(412)，第一風(fēng)冷機(jī)(406)的出口與第二過濾器(403)進(jìn)口之間的循環(huán)管路上設(shè)置有第一溫度表(413);所述副油箱(401)設(shè)置有第二液位計(jì)(414)，副油箱(401)的注油口設(shè)置有第二空氣過濾器(415)05.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種航空發(fā)動(dòng)機(jī)高速軸承高低溫潤滑試驗(yàn)裝置，其特征在于:所述第二風(fēng)冷機(jī)(502)的進(jìn)口與第二循環(huán)栗(501)出口之間的循環(huán)管路上設(shè)置有第三壓力表(505)，第二風(fēng)冷機(jī)(502)的出口與第三過濾器(407)進(jìn)口之間的循環(huán)管路上設(shè)置有第二溫度表(506)。6.根據(jù)權(quán)利要求2、4或5所述的任意一種航空發(fā)動(dòng)機(jī)高速軸承高低溫潤滑試驗(yàn)裝置，其特征在于:所述第一壓力表(116)、第二壓力表(412)及第三壓力表(505)分別通過一次閥與管路相連。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種航空發(fā)動(dòng)機(jī)高速軸承高低溫潤滑實(shí)驗(yàn)裝置的控制方法，其特征在于:該控制方法包括以下步驟: 步驟一:檢測上位機(jī)與PLC之間網(wǎng)絡(luò)通訊狀態(tài)，人工輸入高低溫潤滑裝置的溫度控制指標(biāo)，或人工選擇試驗(yàn)項(xiàng)目從試驗(yàn)流程中讀取溫度控制指標(biāo)； 步驟二:檢測PLC的I/O通訊模塊和A/D通訊模塊對第一壓差發(fā)訊器(104)、第一液位繼電器(107)、第二壓差發(fā)訊器(404)、第二液位繼電器(409)、第三壓差發(fā)訊器(408)、第四壓差發(fā)訊器(504)、第一溫度傳感器(105)、第二溫度傳感器(202)、第三溫度傳感器(204)、第四溫度傳感器(205)、第五溫度傳感器(410)、壓力傳感器(108)及流量計(jì)(109)的信號(hào)采集，并通過網(wǎng)絡(luò)通訊上傳至上位機(jī)進(jìn)行人機(jī)交互界面顯示； 步驟三:上位機(jī)對接受到的信號(hào)進(jìn)行分析處理，完成人機(jī)交互功能和高低溫潤滑系統(tǒng)的潤滑溫度控制量計(jì)算，輸出控制指令，控制指令通過PLC的輸出至第一溫控儀及第二溫控儀； 步驟四:判斷潤滑油溫度控制范圍，當(dāng)潤滑油溫控指標(biāo)低于80度時(shí)，選擇電加熱棒(106)進(jìn)行加溫；當(dāng)潤滑油溫控指標(biāo)高于80度時(shí)，選擇供電加熱棒(106)及電加熱器(203)共同加熱;通過電磁換向閥(201)切換油路實(shí)現(xiàn)高溫潤滑和低溫潤滑的切換； 步驟五:通過第一液位繼電器(107)及第二液位繼電器(409)分別判斷主油箱(101)和副油箱(401)的液位反饋信息，第一液位繼電器(107)及第二液位繼電器(409)均可以輸出液位低信號(hào)和超低信號(hào)；當(dāng)主油箱(101)液位低時(shí)，開啟第二循環(huán)栗(501)，當(dāng)副油箱(401)液位低時(shí)，停止第二循環(huán)栗(501)工作； 步驟六:根據(jù)溫度、液位信號(hào)進(jìn)行應(yīng)急停機(jī)判斷，如果潤滑油溫度超出設(shè)定值溫度10%時(shí)，報(bào)警并停機(jī);當(dāng)檢測到供油油箱或回油油箱液位超低信號(hào)時(shí)，報(bào)警并停機(jī)。
【文檔編號(hào)】G01M13/04GK106053071SQ201610536269
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年7月8日
【發(fā)明人】楊芳, 李濟(jì)順, 薛玉君, 方靜雯, 潘融銘仁, 馬偉, 馬喜強(qiáng), 司東宏, 余永健, 李倫, 劉春陽, 隋新
【申請人】河南科技大學(xué)