变压器油,工业白油,抗磨液压油专业厂家—淄博勤润

0前言
变压器油的色谱分析效果与前处理效果息息相关。目前变压器油的前处理主要由人工操作完成，主 要包括抽油、针筒润洗、气泡排除、定容、塞胶帽、 注平衡气以及样品气转移等步骤，这些操作繁琐且完 全依赖实验人员的经验和熟练度，人为因素带来的误 差较大，准确度不高"-3\尽管已有研究分析了振荡 仪误差、油样浓度、样品气含量等因素对变压器油前处理的影响，为简化前处理提供了一些参考，但这些 研究尚未实现变压器油前处理部分的全自动化高效 处理一。
随着气动技术的发展，气动自动化在机械手控制领域得到广泛应用其低成本、模块化、集成化 的优势，使气动自动化在机械制造、电子、轻工等行业发挥了重要作用。为了减少绝缘油色谱分析人工前处理带来的误差，保证变压器油油气分离的准确性，以机械臂自动控制为核心，研制一套变压器油前 处理自动化装置意义重大。
本文作者在分析变压器油前处理工序和机械振荡 脱气的基础上，设计一套前处理自动化装置，操作人 员只需将取来的瓶装样油置于样油瓶指定位置，系统 启动后便能自动完成开瓶取油、针筒注油、注平衡气、振荡脱气、油气分离以及将脱出的样品气置入色 谱仪等一系列流程。该套装置在提高人工效率的同时，也极大地提高了分析结果的可靠性。
1装置设计概述
文中设计的自动脱气进样装置包括两个模块: (1)抽油模块，实现瓶装样油到针筒样油的转移；(2)振荡模块，对针筒样油进行振荡脱气获得样气。 控制软件将这两个模块进行配置整合，抽油模块作为选配模块，当选配控油模块时，系统可以完成从瓶装 样油到针筒样油的注射器转移，振荡模块处理转移的 针筒样油；当未配置抽油模块时，振荡模块直接处理 人工上料的针筒样油。振荡模块对获取的针筒样油处 理步骤主要包括：采用多工位的振荡托盘，实现多油 样同时处理，振荡后油样通过油气分离装置将样气转 移到小针筒，激光传感器实时获取脱气量，在完成样气的转移之后，色谱仪内部阀将内部阀路切换到定量 管支路注入色谱仪。控油模块旨在配合瓶装来样的需求，设计步骤包括：自动开瓶、针头抽取样油、样油 液路清洗、针筒清洗以及排气泡等。模块方案整体设 计如图1所示。
2抽油模块设计
进行实验室离线色谱分析时，根据GB/T 17623-2017标准的要求，采用机械振荡法脱气时， 瓶装油样到针筒油样的转移需遵循以下步骤：针筒排 气、针筒润洗、注入40mL油、注平衡气。以上步骤 操作繁琐且多为重复性润洗排气工作，不仅易使操作人员疲劳，且操作过程受人为因素影响较大，会造成 较大误差，影响实验结果。因此抽油模块设计最多6 个油样的抽油装置，不仅可以提升工作效率也可以减 少人为因素的干扰。抽油装置的整体思路是在适应不 同批次的油瓶与针筒尺寸误差的前提下，避免不同油 样的交叉污染，通过控制注射器运动方式与运动精度 实现瓶装油样到针筒油样的转移。抽油流程如图2所 示，开盖机构完成抽油准备，注油注气模块完成针筒 的润洗、注油、套胶帽、注平衡气工序。
针对玻璃油瓶不同批次尺寸偏差较大的问题，油 瓶托架采用仿形自定心设计，在底部增加弹簧对油瓶 高度差进行补偿。为了避免绝缘油污染实验台面，在 油瓶托上设计储油槽，油瓶托设计如图3所示。抽油 模块设计最多6个油样的预处理，为了避免不同油样 的交叉污染，抽油管路增加单向阀保证油样单向流 动。针对不同批次针筒尺寸差异，针头存在一定量的 偏心问题，在注油口增加定心密封设计以适应偏差针 筒，注油导向设计如图4所示，通过倒角设计匹配尺寸参差针筒。针对摇摆机构伺服电机补偿过载问题，采用外部弹簧借力于减速机齿轮间隙的方式，不但保 证外部的精准定位，还在偏心补偿时借助齿轮间隙提供一定的活动量。此外，在向针筒内注入平衡气时，需保证钢针穿透胶帽扎入针筒金属头，设计导向机构适应偏心针筒，如图5所示。
抽油结构主要分为两个子模块：一是开瓶取油结 构，二是注油注气套胶帽结构。开瓶取油结构如图6 所示，开瓶气动控制原理如图7所示。
气动机构通过减压阀与调速阀控制气动压力，实 现机器人动作的流畅性，直线模组的移动机构控制工 装夹具运动到对应油样瓶的位置，通过对应气缸的开 关控制实现开盖夹具动作与抽油管动作，至此完成1 号油样瓶的开盖取油准备，2—6号油样的取油准备 依次移动到对应的油瓶位置即可。
注油注气套胶帽部分结构如图8所示，该机构的 气动控制原理如图9所示。注油注气组件包含3个气缸，套胶帽包含3个气缸，各个气缸通过减压阀与调 速阀调整压力；电磁阀分别反馈机构组件气缸状态； 胶帽盘由人工上好胶帽后，计数光纤统计胶帽数量; 控制系统控制胶帽电机旋转一个胶帽位，在针筒移动 到注油口时先排除空气后抽油泵启动，注油升降电机 动态匹配抽油泵速度精准完成10 mL油样清洗针筒， 注油升降电机上下移动清洗针筒后四通阀切换到废油 阀路将针筒内的油排出；连续完成两次清洗针筒后， 注油泵与电机配合抽取45 mL油样，此时摆臂电机左 右摆动将油样气体聚集后将多余的油样排出，针筒内 保留40 mL油样；移动针筒到胶帽夹紧气缸下方套上 胶帽；传感器检测到成功套上胶帽后移动轴移动到注 气位，注气电磁阀启动向针筒内注入5 mL气体，至 此完成注平衡气工序。在此过程中为了确保平衡气的 准确度量，向针筒内注入平衡气之前，将平衡气注入 小针筒，同时控制电机轴位置实现平衡气的准确度 量。此外，为了防止在套胶帽过程中将胶帽内部的空 气再一次引入针筒内，设计仿形夹爪在抓取胶帽时将 胶帽内腔的空气挤出。
3脱气进样模块设计
油中的脱气方法对色谱分析误差有显著影响。机械振荡法和变径活塞泵全脱气法是两种较为常用的脱气方法，但由于变径活塞泵对密封性要求较高，维护 不方便，因此文中采用机械振荡脱气方法。根据国标 要求，将针筒油样置于50 ℃的恒温振荡箱内，连续 振荡20 min,随后静置10 min。在振荡仪完成振荡脱 气后，自动进样机构将气体转移至小针筒后注入色谱仪定量管进行色谱分析。为了提高分析效率，设计双 振荡仪模式，在其中一个振荡仪工作的间隙完成另外 油样的预处理。此外油气分离也是色谱分析的重要一环，设计力传感器实时监测油气分离过程中力的变 化，实现完全油气分离。激光传感器精准计算脱气量，提高色谱分析精度。为了保证样本的有效性，在 采用自动进样方式时，需保证样品气含量不低于3 mLo若小于3mL,则采用手动进样。因此在自动进样之前，通过微动开关方式对样品量进行初量检测， 在大于3 mL样品气的量程范围内触发信号。脱气进 样流程如图10所示。
与传统的平面往复脱气振荡［⑵相比，文中的脱 气进样结构设计主要的创新点包括：双振荡仪提升脱气进样效率；振荡仪的自动门设计使油样在振荡时处于密闭空间，达到一定的保温效果；在针管放人振荡 仪之前注入平衡气，一定程度上简化了脱气流程；振 荡仪采用伺服电机驱动的方式，实现起始、停止位置 的统一，便于自动化抓取。
脱气主要由振荡仪实现，其实物如图11所示。 振荡仪的振荡频率为(275±5)次/min，振幅为(35±3)mm，控温精度为0.1℃。为了满足振荡脱气 所需的大扭矩和高速旋转的要求，振荡电机采用高性 能伺服电机，同时起到对针筒注射器定位的作用，便 于振荡的往复循环操作。伺服电机采用闭环控制，实 现对位置、力矩和速度的控制，克服了步进电机失真 的问题，同时也具有较好的适应特性和温度性，能保 证电机长时间的工作强度"…。
针对振荡仪工作时振动较大的问题，在振荡仪内部增加反向运动连杆实现动平衡，降低振荡仪整体振 动。振荡仪内部设计如图12所示。（未完待续……）