阅读说明：本技术 一种压力机运动副温度监测装置 (Temperature monitoring device for press kinematic pair ) 是由 仲君 仲太生 黄建民 钱琦 王路远 孙凌宇 张建华 于 2020-05-27 设计创作，主要内容包括：本发明公开了压力机领域内的一种压力机运动副温度监测装置,包括机身,机身上设置有可上下滑动的滑块,机身上对应滑块的四个棱角竖直设置有四组导向组件,每组导向组件上均设置有至少一个温度传感器一,曲轴的前轴承座上设置有温度传感器二,后轴承座上设置有温度传感器三,曲轴的连杆上设置有温度传感器四；曲轴后端的大齿轮与齿轮轴上的小齿轮啮合,齿轮轴上的飞轮设置有至少两个温度传感器五。本发明能够对压力机的运动副温度进行检测,对温度过高的运动副进行高温预警。(The invention discloses a temperature monitoring device for a press kinematic pair in the field of presses, which comprises a press body, wherein a slide block capable of sliding up and down is arranged on the press body, four groups of guide assemblies are vertically arranged on the press body corresponding to four edges and corners of the slide block, each group of guide assemblies is provided with at least one temperature sensor I, a front bearing seat of a crankshaft is provided with a temperature sensor II, a rear bearing seat is provided with a temperature sensor III, and a connecting rod of the crankshaft is provided with a temperature sensor IV; a large gear at the rear end of the crankshaft is meshed with a small gear on the gear shaft, and a flywheel on the gear shaft is provided with at least two temperature sensors. The invention can detect the temperature of the kinematic pair of the press and carry out high-temperature early warning on the kinematic pair with overhigh temperature.)

一种压力机运动副温度监测装置

技术领域

本发明属于压力机领域，特别涉及一种压力机运动副温度监测装置。

背景技术

现有技术中，压力机是一种结构精巧的通用性冲压装置，具有用途广泛，生产效率高等特点。压力机可广泛应用于切断、冲孔、落料、弯曲、铆合和成形等工艺。通过对金属坯件施加强大的压力使金属发生塑性变形和断裂来加工成零件。机械压力机工作时由电动机通过三角皮带驱动大皮带轮（通常兼作飞轮），经过齿轮副带动曲柄滑块机构，使滑块和凸模直线下行。机械压力机在锻压工作完成后滑块上行，离合器自动脱开，同时曲柄轴上的制动器接通，使滑块停止在上止点附近。现有的压力机在工作时，导轨滑动副、连杆铜瓦和曲轴支承轴承等运动副长时间工作会导致温度上升，目前无法实时可靠地检测该运动副的温度。

发明内容

本发明的目的是提供一种压力机运动副温度监测装置，能够对压力机的各运动副温度进行检测，避免运动副温升过高，建立高效可靠的测温系统，对温度过高的运动副进行高温预警。

本发明的目的是这样实现的：一种压力机运动副温度监测装置，包括机身，所述机身上设置有可上下滑动的滑块，滑块的截面呈矩形，机身上对应滑块的四个棱角竖直设置有四组导向组件，各导向组件与滑块的各边角一一对应设置，所述导向组件包括相互垂直的导轨一和导轨二，导轨一和导轨二分别与滑块的对应棱角的两个相邻平面对应设置，每组所述导向组件上均设置有至少一个温度传感器一，所述机身上部对应滑块可转动地设置有两根相互平行的曲轴，曲轴线纵向设置，机身上对应每根曲轴的前后两个主轴颈分别设置有前轴承座和后轴承座，曲轴的前后两个主轴颈分别经轴承转动连接在前轴承座和后轴承座上，前轴承座上设置有温度传感器二，后轴承座上设置有温度传感器三，所述曲轴的连杆轴颈上铰接有连杆，连杆下端与滑块相铰接，所述连杆上设置有温度传感器四；每根所述曲轴的后端均套设有大齿轮，两个大齿轮相互啮合连接，机身上对应大齿轮可转动地设置有齿轮轴，齿轮轴与曲轴相平行，齿轮轴位于机身内的一端套设有小齿轮，小齿轮与对应大齿轮相啮合连接，所述齿轮轴位于机身外的轴身上设置有与旋转驱动机构传动连接的飞轮，飞轮上设置有至少两个温度传感器五，各温度传感器均与PLC温度检测系统电连接。

本发明工作时，旋转驱动机构为电机，电机上的皮带轮通过传动带驱动飞轮转动，飞轮带动齿轮轴上的小齿轮转动，小齿轮带动大齿轮转动，两个大齿轮是相互啮合的，两根曲轴实现同时转动，曲轴驱动连杆摆动，两连杆带动滑块上下移动，滑块上的上模与机身的下模配合完成冲压。与现有技术相比，本发明的有益效果在于： 温度传感器一对滑块四个边角处的导向组件的温度进行监测；温度传感器二、温度传感器三和温度传感器四分别对曲轴的前后两个主轴颈上的轴承以及曲轴连杆轴颈上的轴瓦温度进行监测，温度传感器五对飞轮轴承的温度进行检测。本发明可以对压力机的导轨运动副、曲轴连杆运动副、飞轮运动副进行温升测量，各温度传感器均将温度信号传输给PLC温度检测系统，对与温度过高处的运动副进行显示预警，在操作面板上提醒工作人员，避免压力机的运动副温度过高影响压力机的使用寿命。

作为本发明的进一步改进，位于前侧的所述导向组件的导轨一为整体式导轨板，位于前侧的所述导向组件的导轨二包括两个上下对应设置的分体式导轨板，位于后侧的所述导向组件的导轨一、导轨二均包括两个上下对应设置的分体式导轨板，整体式导轨板和分体式导轨板与滑块接触的一面均设置有润滑油道，润滑油道包括若干从上到下依次等间隔排列设置的水平油道，任意上下相邻的两个水平油道之间倾斜设置有连接油道，各导向组件均通过相应导轨安装板固定安装在机身上。润滑油道内的润滑油对滑块在各导向组件之间的升降运动进行润滑，润滑油依次沿着各水平油道、连接油道流动，可与导轨、滑块充分接触。

作为本发明的进一步改进，所述温度传感器一为螺纹安装式铂热电阻，螺纹安装式热电阻从侧面***导轨一或导轨二的深度为相应导轨宽度的0.3~0.5，位于滑块前侧的两个导轨、位于滑块后侧的两个导轨、位于滑块右侧后部的两个导轨上均安装有温度传感器一，温度传感器一通过有线传输的方式与PLC的温度输入模块相连接。选取6条导轨安装接触式温度传感器一，构建导向组件的温度场，温度传感器一为螺纹安装式铂热电阻，结合活动卡套或弹簧垫圈等压紧装置，将温度传感器一紧贴导轨内部，从而检测导轨中心温度，确保测得的温度精确。

作为本发明的进一步改进，所述温度传感器二、温度传感器三和温度传感器四均为端面型铂热电阻，温度传感器二竖直安装在前轴承座的下部，温度传感器二与前轴承座内的轴承相接触，后轴承座一体设置在机身上，温度传感器三竖直安装在后轴承座的上部，温度传感器三与后轴承座内的轴承相接触，所述连杆包括位于曲轴连杆轴颈上方的连杆盖和位于曲轴连杆轴颈下方的连杆体，曲轴连杆轴颈外周套设有上轴瓦和下轴瓦，温度传感器四竖直安装在连杆盖上部，温度传感器四与上轴瓦相接触，端面型铂热电阻通过三线制或四线制有线传输方式与PLC的温度输入模块相连接。测温点分布于两个曲轴的前后两个主轴颈处的轴承，以及曲轴连杆轴颈处的轴承，采用深埋的安装方式使测温元件紧贴于轴承、轴瓦表面，更加准确地获取温度；采用三线制或四线制有线传输的方式连接RTD铂电阻与PLC的温度输入模块EM AR04，并环接模块未使用的RTD输入，完成测温电路的连接，可以降低导线电阻对测温精度的影响。

作为本发明的进一步改进，所述连杆体的下部沿轴线方向开设有安装槽，安装槽内设置有螺套，螺套的下端外周设置有环形法兰一，法兰一与连杆体下端面通过若干沿周向均匀间隔设置的紧固件相固定连接，螺套内周设置有内螺纹，螺套通过内螺纹连接有球头螺杆，球头螺杆的外周设置有保护套，保护套外周一体设置有环形法兰二，法兰二通过若干沿周向均匀间隔分布的紧固件与法兰一相固定连接；滑块上部设置有两个支座，支座内设置有球头座，球头螺杆的球头与对应支座内的球头座相铰接。球头螺杆通过螺套与连杆体相固定连接，螺套的法兰一与连杆体相固定，保护套起到保护球头螺杆的作用，结构紧凑。

作为本发明的进一步改进，所述齿轮轴上套设有卸荷套，卸荷套的套孔内壁与齿轮轴外周之间设置有卸荷套轴承，飞轮通过中心孔套设在卸荷套上，飞轮的中心孔内壁与卸荷套外壁之间设置有飞轮轴承，温度传感器五为端面型铂热电阻，飞轮上安装有两个一上一下对应分布的温度传感器五，两个温度传感器五分别靠近飞轮的前端和后端，两个温度传感器五均倾斜嵌入飞轮并与飞轮轴承相接触设置，卸荷套上也倾斜嵌入安装有与卸荷套轴承相接触的温度传感器五，所述飞轮的中心孔内安装有两个上下对应设置的温度采集器，每个温度采集器通过三线制接法与飞轮上对应的温度传感器五相连接，温度采集器与信号集中器无线连接，信号集中器与PLC的温度输入模块相连接。飞轮处于高速旋转工况，为了避免接线缠绕采用信号无线传输的方式获取温度信息，通过预埋的方式将温度传感器五安装于飞轮内部，并使端部测温元件与轴承外圈紧密接触；将温度采集器对称安装于飞轮内圈，通过三线制接法连接铂电阻；通过USB接口连接PC端和设置器，完成温度采集器和信号集中器的采样频率、功率等级的设置，并通过与信号集中器的串口通信确认仪器正常工作（设置完成后断开信号集中器和PC端的连接）；最后通过RS 485端口连接信号集中器与PLC的CPU，完成硬件电路构建。

作为本发明的进一步改进，所述卸荷套的套孔包括大径段和小径段，卸荷套轴承位于套孔大径段内，齿轮轴与套孔小径段相匹配设置，卸荷套的外周沿周向均匀间隔分布设有若干连接板，所述飞轮的中心孔左右两端均设有套装在卸荷套上的环形飞轮压盖， 位于上侧的温度采集器与飞轮上侧的温度传感器五对应相连，位于下侧的温度采集器与飞轮下侧的温度传感器五对应相连。两个温度采集器与飞轮上的两个温度传感器五一一对应设置，可以采集到飞轮轴承上下两侧的温度信号。

作为本发明的进一步改进，所述机身包括左立座和右立座，左立座和右立座之间从前到后依次间隔横向设置有前支撑板、后支撑板和后挡板，前支撑板、后支撑板和后挡板均竖直设置，前支撑板的高度小于后支撑板的高度，前轴承座安装在前支撑板上，后轴承座一体设置在后支撑板上，连杆位于前支撑板和后支撑板之间，曲轴的后端伸到后支撑板另一侧，大齿轮位于后支撑板和后挡板之间，所述前支撑板和后支撑板之间有两组左右对称的安装组件，每组安装组件包括两块相互平行的纵向基板，基板竖直设置，两基板之间设置有气缸安装板，气缸安装板上竖直设置有平衡气缸，滑块顶部的左右两侧均设置有U形连接座，两个平衡气缸与两个连接座一一对应设置，平衡气缸的活塞杆伸出端与对应连接座相铰接。两个平衡气缸对滑块起到平衡作用，确保滑块保持平衡状态。

附图说明

图1为本发明的立体结构图。

图2为本发明的立体结构图。

图3为曲轴、连杆和滑块的结构示意图。

图4为右侧导向组件的结构示意图。

图5为右侧导向组件的结构示意图。

图6为导轨上安装温度传感器一的结构示意图。。

图7为曲轴、连杆和滑块的结构示意图。

图8为机身的结构示意图。

图9为曲轴、连杆和滑块的剖视图。

图10为温度传感器与PLC的温度输入模块接线图。

图11为大齿轮、小齿轮的位置关系图。

图12为飞轮的结构示意图。

图13为飞轮、齿轮轴的剖视图。

图14为机身背面的结构示意图。

其中，1机身，1a左立座，1b右立座，1c前支撑板，1d后支撑板，1e后挡板，2滑块，3导向组件，3a导轨一，3b导轨二，4温度传感器一，5曲轴，6前轴承座，7后轴承座，8温度传感器二，9温度传感器三，10连杆，10a连杆盖，10b连杆体，11球头螺杆，12球头座，13温度传感器四，14大齿轮，15齿轮轴，15a小齿轮，16飞轮，17温度传感器五，18润滑油道，18a水平油道，18b连接油道，19导轨安装板，20轴承，21上轴瓦，22下轴瓦，23安装槽，24螺套，24a法兰一，25保护套，25a法兰二，26支座，27卸荷套，27a套孔，27a1大径段，27a2小径段，27b连接板，28中心孔，29温度采集器，30飞轮压盖，31平衡气缸，32连接座，33基板，34气缸安装板。

具体实施方式

如图1-14所示，为一种压力机运动副温度监测装置，包括机身1，机身1上设置有可上下滑动的滑块2，滑块2的截面呈矩形，机身1上对应滑块2的四个棱角竖直设置有四组导向组件3，各导向组件3与滑块2的各边角一一对应设置，导向组件3包括相互垂直的导轨一3a和导轨二3b，导轨一3a和导轨二3b分别与滑块2的对应棱角的两个相邻平面对应设置，每组导向组件3上均设置有至少一个温度传感器一4，机身1上部对应滑块2可转动地设置有两根相互平行的曲轴5，曲轴5线纵向设置，机身1上对应每根曲轴5的前后两个主轴颈分别设置有前轴承座6和后轴承座7，曲轴5的前后两个主轴颈分别经轴承20转动连接在前轴承座6和后轴承座7上，前轴承座6上设置有温度传感器二8，后轴承座7上设置有温度传感器三9，曲轴5的连杆轴颈上铰接有连杆10，连杆10下端与滑块2相铰接，连杆10上设置有温度传感器四13；每根曲轴5的后端均套设有大齿轮14，两个大齿轮14相互啮合连接，机身1上对应大齿轮14可转动地设置有齿轮轴15，齿轮轴15与曲轴5相平行，齿轮轴15位于机身1内的一端套设有小齿轮15a，小齿轮15a与对应大齿轮14相啮合连接，齿轮轴15位于机身1外的轴身上设置有与旋转驱动机构传动连接的飞轮16，飞轮16上设置有至少两个温度传感器五17，各温度传感器均与PLC温度检测系统电连接。位于前侧的导向组件3的导轨一3a为整体式导轨板，位于前侧的导向组件3的导轨二3b包括两个上下对应设置的分体式导轨板，位于后侧的导向组件3的导轨一3a、导轨二3b均包括两个上下对应设置的分体式导轨板，整体式导轨板和分体式导轨板与滑块2接触的一面均设置有润滑油道18，润滑油道18包括若干从上到下依次等间隔排列设置的水平油道18a，任意上下相邻的两个水平油道18a之间倾斜设置有连接油道18b，各导向组件3均通过相应导轨安装板19固定安装在机身1上。温度传感器一4为螺纹安装式铂热电阻，螺纹安装式热电阻从侧面***导轨一3a或导轨二3b的深度为相应导轨宽度的0.3~0.5，位于滑块2前侧的两个导轨、位于滑块2后侧的两个导轨、位于滑块2右侧后部的两个导轨上均安装有温度传感器一4，温度传感器一4通过有线传输的方式与PLC的温度输入模块相连接。温度传感器二8、温度传感器三9和温度传感器四13均为端面型铂热电阻，温度传感器二8竖直安装在前轴承座6的下部，温度传感器二8与前轴承座6内的轴承20相接触，后轴承座7一体设置在机身1上，温度传感器三9竖直安装在后轴承座7的上部，温度传感器三9与后轴承座7内的轴承20相接触，连杆10包括位于曲轴5连杆轴颈上方的连杆盖10a和位于曲轴5连杆轴颈下方的连杆体10b，曲轴5连杆轴颈外周套设有上轴瓦21和下轴瓦22，温度传感器四13竖直安装在连杆盖10a上部，温度传感器四13与上轴瓦21相接触，如图10，端面型铂热电阻通过三线制或四线制有线传输方式与PLC的温度输入模块相连接；其中①为输入端环接，②、③、④分别为二、三、四线制温度传感器接法。连杆体10b的下部沿轴线方向开设有安装槽23，安装槽23内设置有螺套24，螺套24的下端外周设置有环形法兰一24a，法兰一24a与连杆体10b下端面通过若干沿周向均匀间隔设置的紧固件相固定连接，螺套24内周设置有内螺纹，螺套24通过内螺纹连接有球头螺杆11，球头螺杆11的外周设置有保护套25，保护套25外周一体设置有环形法兰二25a，法兰二25a通过若干沿周向均匀间隔分布的紧固件与法兰一24a相固定连接；滑块2上部设置有两个支座26，支座26内设置有球头座12，球头螺杆11的球头与对应支座26内的球头座12相铰接。齿轮轴15上套设有卸荷套27，卸荷套27的套孔27a内壁与齿轮轴15外周之间设置有卸荷套27轴承，飞轮16通过中心孔28套设在卸荷套27上，飞轮16的中心孔28内壁与卸荷套27外壁之间设置有飞轮轴承，温度传感器五17为端面型铂热电阻，飞轮16上安装有两个一上一下对应分布的温度传感器五17，两个温度传感器五17分别靠近飞轮16的前端和后端，两个温度传感器五17均倾斜嵌入飞轮16并与飞轮轴承相接触设置，卸荷套27上也倾斜嵌入安装有与卸荷套27轴承相接触的温度传感器五17，飞轮16的中心孔28内安装有两个上下对应设置的温度采集器29，每个温度采集器29通过三线制接法与飞轮16上对应的温度传感器五17相连接，温度采集器29与信号集中器无线连接，信号集中器与PLC的温度输入模块相连接。卸荷套27的套孔27a包括大径段27a1和小径段27a2，卸荷套27轴承位于套孔27a大径段27a1内，齿轮轴15与套孔27a小径段27a2相匹配设置，卸荷套27的外周沿周向均匀间隔分布设有若干连接板27b，飞轮16的中心孔28左右两端均设有套装在卸荷套27上的环形飞轮压盖30， 位于上侧的温度采集器29与飞轮16上侧的温度传感器五17对应相连，位于下侧的温度采集器29与飞轮16下侧的温度传感器五17对应相连。机身1包括左立座1a和右立座1b，左立座1a和右立座1b之间从前到后依次间隔横向设置有前支撑板1c、后支撑板1d和后挡板1e，前支撑板1c、后支撑板1d和后挡板1e均竖直设置，前支撑板1c的高度小于后支撑板1d的高度，前轴承座6安装在前支撑板1c上，后轴承座7一体设置在后支撑板1d上，连杆10位于前支撑板1c和后支撑板1d之间，曲轴5的后端伸到后支撑板1d另一侧，大齿轮14位于后支撑板1d和后挡板1e之间，前支撑板1c和后支撑板1d之间有两组左右对称的安装组件，每组安装组件包括两块相互平行的纵向基板33，基板33竖直设置，两基板33之间设置有气缸安装板34，气缸安装板34上竖直设置有平衡气缸31，滑块2顶部的左右两侧均设置有U形连接座32，两个平衡气缸31与两个连接座32一一对应设置，平衡气缸31的活塞杆伸出端与对应连接座32相铰接。

本发明工作时，旋转驱动机构为电机，电机上的皮带轮通过传动带驱动飞轮16转动，飞轮16带动齿轮轴15上的小齿轮15a转动，小齿轮15a带动大齿轮14转动，两个大齿轮14是相互啮合的，两根曲轴5实现同时转动，曲轴5驱动连杆10摆动，两连杆10带动滑块2上下移动，滑块2上的上模与机身1的下模配合完成冲压。本发明的优点在于： 温度传感器一4对滑块2四个边角处的导向组件3的温度进行监测；温度传感器二8、温度传感器三9和温度传感器四13分别对曲轴5的前后两个主轴颈上的轴承20以及曲轴5连杆轴颈上的轴瓦温度进行监测，温度传感器五17对飞轮轴承的温度进行检测。选取6条导轨安装接触式温度传感器一4，构建导向组件3的温度场，温度传感器一4为螺纹安装式铂热电阻，结合活动卡套或弹簧垫圈等压紧装置，将温度传感器一4紧贴导轨内部，从而检测导轨中心温度，确保测得的温度精确；测温点分布于两个曲轴5的前后两个主轴颈处的轴承20，以及曲轴5连杆轴颈处的轴承20，采用深埋的安装方式使测温元件紧贴于轴承、轴瓦表面，更加准确地获取温度；采用三线制或四线制有线传输的方式连接RTD铂电阻与PLC的温度输入模块EM AR04，并环接模块未使用的RTD输入，完成测温电路的连接，可以降低导线电阻对测温精度的影响；飞轮16处于高速旋转工况，为了避免接线缠绕采用信号无线传输的方式获取温度信息，通过预埋的方式将温度传感器五17安装于飞轮16内部，并使端部测温元件与轴承外圈紧密接触；将温度采集器29对称安装于飞轮16内圈，通过三线制接法连接铂电阻；通过USB接口连接PC端和设置器，完成温度采集器29和信号集中器的采样频率、功率等级的设置，并通过与信号集中器的串口通信确认仪器正常工作（设置完成后断开信号集中器和PC端的连接）；最后通过RS 485端口连接信号集中器与PLC的CPU，完成硬件电路构建。

本发明可以对压力机的导轨运动副、曲轴5连杆运动副、飞轮运动副进行温升测量，各温度传感器均将温度信号传输给PLC温度检测系统，对与温度过高处的运动副进行显示预警，在操作面板上提醒工作人员，避免压力机的运动副温度过高影响压力机的使用寿命。

本发明并不局限于上述实施例，在本发明公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本发明的保护范围内。