基于可控硅的轴承加热器控制器的研究·张
丰，等
基于可控硅的轴承加热器控制器的研究*
张丰，王志国，张阳伟，李成风
（绥化学院信息工程学院黑龙江绥化，152061）
摘要：设计了一种轴承加热控制器，采用PIC单片机作为核心控制器件，为了实现理想的磁效果，通过控制单向可控硅的导通角逐渐减小加热电路中的电流；同时设计两路热电偶检测电路，用于对大尺寸轴承加热时分别检测轴承的内环和外环温度，这样做的好处是可避免轴承因受热不均时造成的内外温差大，内外环膨胀不一致，滚珠挤压滚道，产生应力集中，引起轴承变形。另外，在外围电路的配合下，有效提高了控制器的精度和使用寿命。经过测试验证，该控制器加热温度准确，并有较好的退磁效果，达到了预期的效果。
关键词：过零检测；导通角；单向可控硅；温度检测
中图分类号：TP273
文献标识码：B
D0I 编码:10.14016/j.cnki.10019227.2016.12.074
Abstract: The kind of bearing heating controller Used the PIC MCU as the core controller, By controlling the conduction Angle of the SCR; To reduce the residual magnetism;At the same time,two way thermocouple detectian circuit is designed, The advantage is to avoid uneven heating,that Caused the bearing deformation. This method improves the precision and service life of the controller, The last, Using the test proved that the designation Have a good demagnetizing effect.
Key words : crossing Zero detection ; Conduction Angle; SCR ; Temperature detection
0前言
轴承是通过滚珠来实现机械支撑，承载摩擦的，它的损坏几率比普通机械零件要大的多。轴承在安装时，不可用力锤击，为避免造成轴承损坏，通常采用的办法是加热"，加热到轴承能够容易安装时的温度。有经验的工作人员可根据经验
设定合适温度值。通常将轴承加热到100℃
~120℃范围内，
在此范围内轴承钢材的热影胀值最大，便手轴承装配，又不损
坏轴承机械性能，
轴承加热温度不是越
越好，当温度高于
125芒时会改变轴承材质的结构，加速轴承的老化，基至损坏
辅承。国外的厂
手轴承加热的产
商已有一此比教成数的用于
品，例如FAG、SKF和TIMKEN等，一般具有模式的设置、自动退磁、线过热保护和故障报等等，其售价较高。国内将轴承加热常见有两种办法，一种是用油浴的办法加热；另一种是利用金属在电磁感应中产生涡流来加热(3}，虽然起步较晚，但是发展很快，只是很多装置功能较为简单，在温度控制、自动退磁、故障报警和保护方面做得不够完善。
油浴的办法是将轴承放在矿物油内，将油加热到所需的温度，利用热传递的原理，将轴承加热。这种办法加热效率不高，加热的时间很长，并且在加热过程中，油燃烧会产生大量的烟和废气，污染环境，同时矿物油在受热时也会散发有毒气体。后来，在油浴的办法基础上出现了一些新的改进的办法(3]，比如用PLC控制电加热管对油进行加热。
利用电磁感应原理加热轴承(")，方法是将线圈缠绕在铁芯之上，将线圈通以交流电，这时磁通穿过铁芯，将轴承套在铁芯之上，不同型号的铁芯可搭配不同型号的轴承，这时在轴承里面就会产生电涡流，电涡流使轴承发热，轴承受热膨胀，从而进行装配，避免用力锤击给轴承造成的损坏[3]。这种办法的优点是减小了对环境的污染，同时也提高了安装效率。
收稿日期：2016-1020
*基金项目：绥化学院科学技术研究项目（青年基金）（K1602002）
作者简介：张丰(1982-），女，满族，辽宁凌海人，硕士研究生，助教，主要
研究方向为自动控制，滑模变结构控制。. 74 :
万方数据
当采用电磁感应的办法加热轴承时，达到加热温度后，如果直接断电，切断加热电路中的电流，会造成铁芯和轴承处留有大量的剩磁，易吸附铁质物体，从而增大轴承的摩擦，降低轴承的使用寿命。本文从减小剩磁的角度出发，利用PIC单片机控制单向可控硅导通角，逐渐减小加热电路中电流，另外，设计了两路温度监测电路，同时对轴承内外环温度进行实时反馈，避免内外环温差太大，对轴承造成损坏。
系统的功能"
本设计是以PIC16F886单片机为核心控制器件，系统功能包括过零检测电路，震荡信号产生及传送电路，键盘和显示器端口，故障和超温报警电路，轴承内外环温度的检测与转换电路，可控硅降温电路。传感器接收到的信号经过转换，传送给单片机，单片机将检测值与设定值进行比较，通过PID算法调节系统的输出，实现对温度的控制，系统的结构如图1 所示。
过零检器电路
输承外环逼度检测
轴承内环温度检测
2
PIC16F886 单片机
图1轴承加热控制器组成
各模块功能
2.1核心控制器件
美肠脉冲报警电路可控础风虚电路佛盘、显示端口
本设计的控制器采用增强型8位CMOSPIC16F886单片机")，这款单片机兼容性强，功能全，抗干扰能力强。具有24 根带有方向可控的VO引脚，高灌电流可直接驱动LED。该芯片可用C语言编程，属于工业级芯片，最高工作温度为+ 125摄氏度。各检测模块与转换模块分别与单片机引脚相连。控制器内采用PID控制算法计算输出值。