磁粉离合器智能检测系统发展状况

发布时间：2023-02-04

磁粉离合器是利用电磁效应下的磁粉来传递转矩的，当激磁电流保持不变时，其传递的转矩不受传动件与从动件之间差速影响，可以稳定地传递恒定转矩，具有响应速度快，结构简单等优点，是一种性能优越的自动控制元件，有十分广泛的用途。
某型雷达中磁粉离合器在使用过程中，由于磁粉结块等原因，故障率很高，且发生故障后严重影响雷达跟踪性能。由于其结构特殊，检测难度较大，发生故障后主要采取换件修理，费时费力，更换不当还容易造成其它部位的损坏。目前市场上没有合适的仪器对该型号的磁粉离合器进行测量，更没有相应的标准衡量磁粉离合器的好坏。同时磁粉离合器在经过修理或更换后，应对其进行跑台试验，可使磁粉离合器的性能更加稳定，延长使用寿命。
为提高该型雷达的保障能力，设计了基于AT89C55WD的磁粉离合器智能检测系统。检测系统主要包括基于AT89C55WD的信号转换和处理检测控制仪，扭矩传感器，显示模块和直流电机等，可对磁粉离合器进行跑合试验，以自动或手动方式测试磁粉离合器的性能。通过实物验证结果表明，本设计能够提高部队修理机构的检测层次，节省修理费用，对装备保障资源建设有重要意义。 
1 系统总体设计 磁粉离合器智能检测系统由检测控制仪和测试台组成。根据磁粉离合器的实际工作情况，利用直流静音电动机向磁粉离合器提供原动力。磁粉离合器不加驱动电流时，扭矩传感器上无扭矩产生。当离合器加上驱动电流时，从动轴上就有相对应的稳定扭矩输出，所产生的扭矩传到扭矩传感器上，传感器将此扭矩成比例的转换为一定频率的方波。检测控制仪将方波信号经过数字滤波后转换为扭矩数值，单片机将采集的数据进行计算，根据磁粉离合器的起始转矩和额定转矩范围以及转矩和激磁电流成正比的特性来判断离合器的性能，同时把数值送到液晶显示屏显示。 
2 系统设计实现 2．1 机械部分设计 测试台在结构设计上主要考虑磁粉离合器和扭矩传感器的同心度和安装及使用过程中的变形，同时应方便各部件的拆装。如果磁粉离合器与扭矩传感器不同心，就会造成测量时有零点误差，我们采取扭矩传感器固定，驱动电机可以调整的方案。 电动机需要体积小，噪声低，输出转矩大于4 N·m，输出转速小于1 000转／分。扭矩传感器是完成磁粉离合器性能检测*重要的元器件，要求量程在2 000 mN·m，输出标准频率信号，可测量静态扭矩。先拆下直流电动机，拧下扭矩传感器上边轴上的螺钉。把连接器套在扭矩传感器和磁粉离合器的轴上，并拧紧离合器轴上的螺钉，扭矩传感器轴上的螺钉刚好卡到键槽内，但不要拧紧。再把磁粉离合器固定到支架上，先不拧紧螺钉，此时一边转动扭矩传感器的轴，一边调节离合器的固定螺钉，到左右转动时无阻力，将传感器顶丝卡入键槽内。此时即完成测试台机械部分。2 电路部分设计 2．2．1 微控制器 本系统采用AT89C55WD单片机作为系统控制器。AT89C55WD是一种低电压高性能的CMOS型8位单片机，能够给众多嵌入式控制应用系统提供灵活性的有效解决方案。该单片机内部集成有20K的可编程ROM和256字节的RAM，兼容标准MCS-51指令系统，采用通用编程方式，具有40个引脚，32个外部双向I／O口，同时内含2个外中断口，2个16位可编程定时计数器，工作频率能达到33 MHz，完全能够满足系统需要。 2．2 扭矩信号整形转换电路 J6接扭矩传感器，C20为滤波电容，用于滤去干扰信号；C12为耦合电容，R5、R6为分压电路，用于降低输入电压幅值：IC5A作电压比较器，有信号时输出方波，同时可以提高输入阻抗和驱动光耦。光耦将±15V方波信号转换成TTL电平信号。