一种基于无线数据通信的屏蔽泵轴推力多工位测试系统的制作方法

1.本发明涉及一种基于无线数据通信的屏蔽泵轴推力多工位测试系统，属于产品质量测试技术领域。


背景技术：

2.屏蔽泵是工业、国防、环保等领域输送危险、有毒、腐蚀、高温介质的专用工业密闭特种泵。其特点是输送介质与泵的传动轴、泵电机定子、叶轮、支撑轴承处于一个直接接触的密封空间，传动电机的定子通过防腐保护套与输送介质隔离。由于叶轮的铸造加工精度无法保证叶轮的绝对对称平衡，同时由于屏蔽泵定子及石墨轴承的加工和安装精度也无法保证绝对精度，因此每个组装完成的屏蔽泵在出厂前都要进行特定负载加注的轴推力测试，确保轴推力曲线在合理的范围内，以保证出厂屏蔽泵在使用过程中旋转部件减少磨损延长运行寿命。
3.在轴推力测试过程中，被测屏蔽泵被放置于测试台并与测试台快速卡接固定；与泵链接的测试流体(水)通过快速链接管线组件与屏蔽泵连接。在测试过程中由于快速链接管线接头无法确保每次管线对接的密封效果，测试过程加注介质时现场偶尔会发生高压喷水的小事故。为方便现场操作提高可靠性，用于实现屏蔽泵轴推力出厂检测现场检测单元一方面要做到高等级防水、另一方面要避免大量的信号线及线缆连接。因此，现场测试单元与测试软件系统采用无线数据通信是合理的方案。企业针对不同规格的屏蔽泵的测试是在不同流量方位、压力环境下进行试验的，屏蔽泵生产企业的出厂测试环节针对不同容量的产品配置有不同输送管线能力的试验台。为实现产品测试管理的统一和实验平台软件的共享，企业的各级轴推力试验台应该具备网络化共平台轴推力试验


技术实现要素：

4.为了克服现有技术中存在的不足，本发明目的是提供一种基于无线数据通信的屏蔽泵轴推力多工位测试系统。本发明解决了屏蔽泵企业小批量、多品种产品快速工装、自动测试问题，实现了测试参数与产品调整的实时数据关联。
5.为了实现上述发明目的，解决已有技术中所存在的问题，本发明采取的技术方案是：一种基于无线数据通信的屏蔽泵轴推力多工位测试系统，包括屏蔽泵轴推力测试系统服务器平台、交换机、小型泵加载控制系统并与其通过网线相连的小型泵测试工作站、中型泵加载控制系统并与其通过网线相连的中型泵测试工作站、大型泵加载控制系统并与其通过网线相连的大型泵测试工作站、特种泵加载控制系统并与其通过网线相连的特种泵测试工作站，第1、2、3、4wifi路由器及第1、2、3、4轴推力自动加载测试单元，所述屏蔽泵轴推力测试系统服务器平台通过网线与交换机相连，交换机通过网线分别与小型泵测试工作站、中型泵测试工作站、大型泵测试工作站及特种泵测试工作站相连，所述小型泵测试工作站、中型泵测试工作站、大型泵测试工作站及特种泵测试工作站通过通用串行总线usb分别与第1、2、3、4wifi路由器相连，第1、2、3、4wifi路由器通过wifi分别与第1、2、3、4轴推力自动
加载测试单元相连。
6.本发明有益效果是：一种基于无线数据通信的屏蔽泵轴推力多工位测试系统，包括屏蔽泵轴推力测试系统服务器平台、交换机、小型泵加载控制系统并与其通过网线相连的小型泵测试工作站、中型泵加载控制系统并与其通过网线相连的中型泵测试工作站、大型泵加载控制系统并与其通过网线相连的大型泵测试工作站、特种泵加载控制系统并与其通过网线相连的特种泵测试工作站，第1、2、3、4wifi路由器及第1、2、3、4轴推力自动加载测试单元。本发明解决了屏蔽泵厂小批量、多品种、多规格屏蔽泵品质参数的快速自动测量问题，解决了人工测量因操作员发力不均匀导致测试失败的问题。系统具有连接快速、自适应自动测量、检测单自动生成、测试与产品质量关联管理等功能。
附图说明
7.图1是本发明原理框图。
8.图2是本发明中的测试系统的硬件、软件系统与企业生产管理监控系统的网络连接架构与系统组成图。
9.图3是本发明中的屏蔽泵轴推力的测试流程、步骤、相关测试采集数据及关联关系图。
10.图4是本发明中的轴推力检测系统的力传感器加载机构结构布局、系统组成、缓冲保护方式及组件的快速连接方式图。
11.图5是本发明中的工位轴推力自动加载测试单元与屏蔽泵测试台间的连接关系及检测过程示意图。
12.图6是本发明中的工位轴推力自动加载测试单元与工位测试介质加载自动控制系统的关联关系图。
13.图7是本发明中的屏蔽泵自动检测流程各阶段的介质工况加载控制系统的工艺组成设计原理图。
具体实施方式
14.下面结合附图对本发明作进一步说明。
15.如图1所示，一种基于无线数据通信的屏蔽泵轴推力多工位测试系统，包括屏蔽泵轴推力测试系统服务器平台、交换机、小型泵加载控制系统并与其通过网线相连的小型泵测试工作站、中型泵加载控制系统并与其通过网线相连的中型泵测试工作站、大型泵加载控制系统并与其通过网线相连的大型泵测试工作站、特种泵加载控制系统并与其通过网线相连的特种泵测试工作站，第1、2、3、4wifi路由器及第1、2、3、4轴推力自动加载测试单元，所述屏蔽泵轴推力测试系统服务器平台通过网线与交换机相连，交换机通过网线分别与小型泵测试工作站、中型泵测试工作站、大型泵测试工作站及特种泵测试工作站相连，所述小型泵测试工作站、中型泵测试工作站、大型泵测试工作站及特种泵测试工作站通过通用串行总线usb分别与第1、2、3、4wifi路由器相连，第1、2、3、4wifi路由器通过wifi分别与第1、2、3、4轴推力自动加载测试单元相连。本发明由支持不同规格的屏蔽泵测试工位构成，每个测试工位包括：泵测试工作站、泵加载控制系统和轴推力自动加载测试单元几个部分。轴推力自动加载测试单元与网络化“屏蔽泵轴推力测试系统软件”(运行于测试专用服务器)通
过车间的全覆盖网络wifi进行网络连接。本发明各单元的任务及功能分别设计为：
16.1、网络化测试系统软件
17.软件架构及与企业生产管理系统的衔接关系如图2所示，该软件平台运行于测试车间的测试系统专用服务器，软件采用c/s模式，客户端软件运行于各测试工位的“工位测试工作站”，通过wifi网络于工位轴推力自动加载系统协同互动完成多种不同规格屏蔽泵的轴推力测试、测试报告生成、测试数据管理，并与企业生产管理系统通过预定义协议进行信息交互。各工位介质加载自动控制系统在自动态受控于轴推力网络化测试系统软件，根究二者间的约定协议、指令执行加/卸载闭环控制。
18.2、工位测试工作站
19.在各工位通过“工位测试工作站”的屏蔽泵试验操作软件界面开展试验参数设置、进程管理、试验工作的各阶段操作、试验报表生成，并可进行数据统计、查询等数据管理工作。
20.3、工位轴推力自动加载测试单元
21.通过车间的wifi网络ap及企业监控管理网与网络化测试系统软件按照下述操作过程与信息流程进行协同作业，自动完成轴推力加载、位移-轴推/拉力协同检测、“动点判断”、数据采集、信息互动等试验测试工作。网络化测试系统软件的测试如图2所示。该软件流程是配合以下机构，机构的工作过程的软件信息流程如图3所示，操作过程包括：
22.(1)先安装“转子销接螺栓”(副边不转)；
23.(2)启动屏蔽泵并有控制系统稳定至下限流速，连接测试杆；
24.(3)调整测试杆的水平度后“涨紧”(施加一个不产生位移的力)；
25.(4)记下l0；
26.(5)按“最大保护力”进行推/拉测试，确定“测试方向”；
27.(6)按“测试方向”缓慢拉动测试杆，监测位移曲线和力的曲线；
28.(7)判断“位移点”并根据传感器的响应特性测算位移拉力及位移量；
29.(8)释放拉力，待plc调节下个流量节点重复(3)至(7)；
30.网络化测试系统软件的测量修正关键技术：
31.根据各预定“流量”测试点测试得到一组测试数据和曲线(如下)：
32.33.叶轮导液孔的“调整量”的测算方法：
34.○
根据泵的流体力学设计计算结合“经验”(由企业试验大数据“挖掘”)；
35.○
根据累计几百组成功数据(曲线——“调整量”)并基于“大数据”的“深度学习”“调整量”测算方法；
36.轴推力工位的组成及结构布局设计如图4示；图中右端的二维可动机构是确保轴推力传感器杆状单元快速精准对准待测屏蔽泵的轴线。缓冲机构的作用是避免轴推/拉力施加的柔性化——避免冲击损坏力传感器，同时缓冲机构的两端连接点为弹簧柔性连接，使得轴向、径向对准无需绝对精准化。轴推力自动加载测试单元的组成与结构布局如图5示；
37.轴推力自动加载测试控制单元组成如图6示。轴推/拉力传感器采用应变式s梁双向力检测传感器(4-20ma输出，轴位移检测采用激光位移传感器(支持4-20ma和rs-485现场总线输出)。力的加载卸载单元配有最大、最小形成限位传感器避免力传感器及缓冲机构在异常状态超限损坏。plc通过x\y\z三轴伺服电机控制轴推力的三维对准安装(手动)。在测试状态下控制x轴方向推拉调节缓冲器弹簧形成——柔性施加测试推拉力(按设定工艺参数自动控制完成)。测试介质自动加载系统组成如图7示，该系统的执行机构受控于网络化测试系统软件，与工位轴推力自动加载测试单元协同完成测试过程介质流量、压力的按时序、按阶段加载及恒值闭环控制。
38.按照图1布局构建屏蔽泵轴推力测试工位布局，并针对各工位所涉屏蔽泵对测试介质的需求设计缓冲罐、管线布局、工位基础及快速工装结构组件和铸铁台体。
39.按照图2所述系统组成进行测试车间网络(包括wifi网络覆盖)、机房、侧时间及供电布局设计。
40.按照图4、图5所述工艺结构并根据各工位的泵、台规格及测试力量程范围设计加工研制工位轴推力自动加载测试单元，根据图3测试流程选择系统的通信协议，设计通信信令及各信令对应信息点表。
41.按照图6、图7设计研制轴推力自动加载测试单元的自动控制系统、开发对应的wifi网络通信软件。设计研制工位测试介质加载自动控制系统。
42.根据图1的系统组成架构、图3的测试流程和图4、图5对应的自动控制系统及通讯协议，基于企业的测试业务流程、监控规约、报表机制、数据管理及企业管理要求设计及开发基于无线数据通信的屏蔽泵轴推力多工位测试系统网络版软件平台。
43.系统调测：自动化单元调测、系统通讯调测、软件系统模拟调测、系统总体调测，最后进行系统测试和优化。

技术特征：
1.一种基于无线数据通信的屏蔽泵轴推力多工位测试系统，包括屏蔽泵轴推力测试系统服务器平台、交换机、小型泵加载控制系统并与其通过网线相连的小型泵测试工作站、中型泵加载控制系统并与其通过网线相连的中型泵测试工作站、大型泵加载控制系统并与其通过网线相连的大型泵测试工作站、特种泵加载控制系统并与其通过网线相连的特种泵测试工作站，第1、2、3、4wifi路由器及第1、2、3、4轴推力自动加载测试单元，其特征在于：所述屏蔽泵轴推力测试系统服务器平台通过网线与交换机相连，交换机通过网线分别与小型泵测试工作站、中型泵测试工作站、大型泵测试工作站及特种泵测试工作站相连，所述小型泵测试工作站、中型泵测试工作站、大型泵测试工作站及特种泵测试工作站通过通用串行总线usb分别与第1、2、3、4wifi路由器相连，第1、2、3、4wifi路由器通过wifi分别与第1、2、3、4轴推力自动加载测试单元相连。

技术总结
本发明属于产品质量测试枝术领域，一种基于无线数据通信的屏蔽泵轴推力多工位测试系统，包括屏蔽泵轴推力测试系统服务器平台、交换机、小型泵加载控制系统并与其通过网线相连的小型泵测试工作站、中型泵加载控制系统并与其通过网线相连的中型泵测试工作站、大型泵加载控制系统并与其通过网线相连的大型泵测试工作站、特种泵加载控制系统并与其通过网线相连的特种泵测试工作站，第1、2、3、4WiFi路由器及第1、2、3、4轴推力自动加载测试单元。本发明解决了屏蔽泵厂小批量、多品种、多规格屏蔽泵品质参数的快速自动测量问题，解决了人工测量因操作员发力不均匀导致测试失败的问题。因操作员发力不均匀导致测试失败的问题。因操作员发力不均匀导致测试失败的问题。


技术研发人员：魏骁 王东奇 隋延宝 赵久洲 李作维 高亚龙
受保护的技术使用者：大连博川科技有限公司
技术研发日：2023.04.16
技术公布日：2023/8/5