一种离合器磨损检测系统在精密压力机上的运用

张 望，邵振荣，朱 霖

（扬力集团股份有限公司，江苏 扬州 225002）

本系统以扬力SP2-315双点高精度、高性能压力机（图1）为实施对象，针对结构紧凑的组合式离合制动器，运用传感器技术与数据模型测量摩擦片的实时磨损量，实现摩擦片的故障预警和磨损报警。

图1 SP2-315高速精密压力机

1 硬件组成

通过监测离合制动器压盘的轴向位移量，可间接获取制动器和离合器摩擦片的总磨损量。离合器工作时压盘处于旋转工况下，且摩擦片磨损过程中存在磨屑飞溅现象，不宜采用接触式测量或激光测距等方法。在此，选用电涡流位移传感器测量与压盘固连的工装的轴向位移，间接获取摩擦片的磨损信息。

采用一体式电涡流位移传感器以简化电路，传感器使用24V直流激励电压，并输出4～20mA模拟量信号。将输出信号连接至PLC模拟输入端口，即完成硬件电路的连接。

2 摩擦片磨损监控程序

测量离合器压盘位移以获取磨损量为间接测量方法，需要首先获取压盘位于极限位置时传感器的示数，之后通过比较极限位置的位移和实时位移获取磨损量。通过PLC对离合器的控制信号，判断传感器当前示数为压盘处于制动部或离合部。另外，由于压盘运动的快速性，也可通过比较当前位移值和门槛值，判断压盘的所处位置。摩擦片磨损量检测的逻辑图如2所示。

图2 摩擦片磨损量检测逻辑图

依据逻辑原理编写PLC数据处理程序，并于主程序中调用，实现位移传感器的端口数据向离合制动器摩擦片磨损量的转化，程序如图3所示。

3 离合制动器监控界面设计

图3 摩擦片磨损量检测程序

磨损量和摩擦片温度是离合制动器工作过程中的重要物理参数，因此监控界面中可以同时显示磨损量、主轴转速和摩擦片温升，以便技术人员对离合器的整体工作状态做出判断，如图4所示。

界面所显示的项目与可执行操作包括：①显示离合制动器处于离合器或制动器的工作状态，显示主轴转速；②显示位移传感器和红外测温传感器的实时测量值，并记录位移传感器的变化趋势；③通过“极限设定”可以设定离合器或制动器摩擦片的磨损极限阈值，用于磨损状态的判定和磨损预警；④通过“初始化”按钮设定传感器的初始位置xz和xc，用以计算摩擦片的实时磨损量。该项为摩擦片安装后的初始化操作，可设定相应权限。

图4 离合制动器监控界面

本系统围绕压力机智能化的实现，基于传感器技术和PLC控制电路构建模块化硬件电路，结合高效的监控程序和交互系统，实现了离合制动器的状态监控，为解决压力机智能化检测和控制提供了一套可行的解决方法。