基于位移传感器的冲击器冲击功测试方法研究.pdf

《自动化与仪器仪表》2012年第4期(总第162期)
基于位移传感器的冲击器冲击功测试方法研究
贾如磊',王建祖2,李权
(1兰州石化职业技术学院兰州,730060
天水风动机械有限公司天水,741020
摘要:介绍了一种使用位移传感器测试潜孔冲击器冲击功的方法和原理。设计了岩石模拟装置。采用位移
传感器检测模拟装置活塞位移,并利用单片机系统采集位移量,使用最小二乘法获得位移与冲击功间函数对应关
系,实现冲击功测试。该测试方法与传统測试方法相比较,具有测试效率高、定量测试、自动測量记录的优点,适
用于工业测试,提高了产品质量管理水平。
关键词:潜孔冲击器;冲击功;测试方法;单片机:位移传感器
Atract An etn m d a p n or a m w n r n lar rock device is desined. T
pi on diplacement of et simon ev w n r an w he M system. Comesponding function
between impact energy and displacement is found, and used to est the impact energy of DTH impactor. The method is high efficiency
in comparison with the radi nal et mtos It can i aie estin and a omatic or, and applies o dustrial test, then improve
the product quality management level
Key words: DTH impactor; Impact energy; testing method; SCM system; Position sensor
中图分类号:TP368.1,TP212
文献标识码:A
文章编号:1001-9227(2012)04-0011-02
0前言
此种测试方法要破坏冲击器的原有结构才能测出,
日前凿岩机冲击能量的测试方法主要有:冲击变形且受外界干扰因素较大,得出结果不能很好地反映冲击器
法,应力波法、示功图法、末速度法、光电位移微分法、电的工作性能,因而也是不理想的测试方法。
磁感应法、触点法、气压法、示功图法和能量法等。
冲击力法采用YD序列压电石英测力传感器作为机电
测试原理
信号转换元件,采集冲锤打击砧子的冲击力信号,再计算
首先设计了一种岩石模拟装置。该装置使用压缩空
液动旋冲接头的单次冲击功。压电石英测力传感器是利用气,类似气体弹簧。并使之刚度尽量接近与岩石。通过压
电介质石一英品体的压电效应,即在外力作用下,电介质紧气缸模拟操作者或者凿岩机将冲击器压紧到指岩石模
表面上产生电荷,经电荷放大器放大和对传感器的归一化拟装置上,给只冲击器通风使之工作,对岩石模拟装置做
处理,可使计算简便,放大输出直接反映冲锤打击铁砧时功。岩石模拟装置活塞受到冲击后活塞产生位移。这种位
的冲击力值。由于这种方法对传感器破坏甚为严重,故只移表现为一种波动。每个派峰代表每次冲击的最大位移。
能用于试验是测试。
通过统计波峰数量和作用时间就可以得到冲击频率。位移
应力波法是目前普遍采用的的方法。这种方法是在量与冲击功存在着某种函数关系。因此,需要找到一种非
钎杆上贴上。当冲击活塞在冲击钎杆后在钎杆上产生应力接触式位移传感器来测量和记录活塞的位移量。
波,通过测定应变片上应力波的波形来测定冲击能。由波
选用磁致伸缩位移传感器检测岩石模拟装置活塞位
动力学理论可知,活塞冲击钎尾时,冲击能量以应力脉冲移量。岩石模拟装置的活塞位移量与气缸初始压力、温
的形式自钎尾向钎杆、钎头、岩石界面传递,根据冲击器度、气体介质特性、冲击功等因素有关。
活痣形成的冲击应力波能量计算冲击功。这种方法的缺点
S=f(W,7,P)
在于测试效率低下,同时对于操作者的技能与经验有较高
当初始压力、温度、气体介质特性等因素确定时,活
要求。因此也不能作为工业化检验使用
塞位移量与冲击功一定存在单调递增函数关系。即系统输
速度法是利用电磁感应原理,将磁体固定在冲锤上,入的冲击功越大,位移量越大。但是如果采用数学公式来
当冲锤运动时,磁体随着运动,形成线圈与磁场间的相对描述这种关系,将会是非常复杂。另外数学解析式也容易
运动而产生电势。冲锤运动速度与所产生的电势成比例关受到其他一些因素下扰,产生较大误差。因此,考虑采用
系,再根据动能E与运动速度的关系,就可以得出单次冲多项式函数来拟合这个函数关系,应该能够达到需要的精
击功。
度。即表达为
形=f(S)=a+a4S+aS
(2
收稿日期:2012-04-2
2测试方法
作者简介:贾如磊,甘肃靖远人,硕士,讲师,主要研究方向为
杋械制造及其自动化。
先进行测试装置的标定,分以下几步走
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