CN101750211A - 一种传动轴的智能监测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种传动轴的智能监测方法,是在传动轴上通过微加工工艺镶嵌应变片传感器、光电速度传感器、数据采集单元和无线发射装置,将应变片传感器和光电速度传感器与数据采集单元连接,数据采集单元与无线发射装置连接;在轴套或不与传动轴直接相连的部位安装无线接收装置;应变片传感器和光电速度传感器实时检测传动轴的运行数据,通过数据采集单元处理后,由无线发射装置不断发送出去;无线接收装置接收无线发射装置发出的信号,进行数据处理,当传动轴力矩达到或者超过设计范围时,立即发出报警信号。本发明实现了传动轴传递扭矩和速度等参数的在线检测,可以对设备运行参数进行监测,进行故障预测和报警,并自动停止设备运行。
Description
技术领域
本发明涉及一种能够自动检测自身扭矩和转速、确保设备安全运行的监测方法,属于传动轴监测技术领域。
背景技术
传动轴是动力设备的重要零件,广泛应用在生产机械、运输机械、工程机械和能源机械等各种机械设备中,用来传递动力等。传动轴的工作性能直接影响设备的使用,对其状态的监测具有重要的意义。机械零部件发展趋势是产品智能化,将电子传感器、信息处理技术集成到零件上,形成智能化的产品。智能化产品不仅可降低产品的成本和重量,而且可以实现设备自动安全控制,使产品的可靠性和安全特性得到本质的提高。
由于传动轴的转动特性,无法将传感器的测量信号直接用信号线传输,现在主要采用导电滑环和环形变压器耦合传输等方法,测试装置复杂,不能满足现场在线检测的需要。
发明内容
本发明针对现有传动轴存在的不足,提供一种能够实时检测自身扭矩、速度等参数的传动轴的智能监测方法。
本发明的传动轴的智能监测方法是:
在传动轴上通过微加工工艺镶嵌应变片传感器、光电速度传感器、数据采集单元和无线发射装置,将应变片传感器和光电速度传感器均与数据采集单元连接,数据采集单元与无线发射装置连接;在轴套或不与传动轴直接相连的部位安装无线接收装置;应变片传感器和光电速度传感器实时检测传动轴的运行数据,通过数据采集单元处理后,由无线发射装置不断发送出去;无线接收装置接收无线发射装置发出的信号,进行数据处理,当传动轴力矩和转速达到或者超过设计范围时,立即发出报警信号;停车检修或者自动控制传动轴的运行,使设备自动停车。
数据采集单元采用现有技术,由信号处理和微控制器组成。
无线发射装置和无线接收装置均采用现有技术。
监测系统可以将一定区域内的各个设备组合一个监测网络,实现网络化监控。
本发明将监测功能集成到传动轴上,实现了传动轴传递扭矩和速度等参数的在线检测,采用无线发射方式实现检测参数的传送,通过监测传动轴的工作状态,可以对设备运行参数进行监测,进行故障预测和报警,并自动停止设备运行,保护系统安全和可靠性。同时,通过分析传动轴的检测数据,为轴的设计和改进提供依据。
附图说明
图1是本发明的原理示意图。
图2是本发明的监测流程图。
具体实施方式
如图1所示,本发明是在传动轴上采用微加工工艺镶嵌应变片传感器、光电速度传感器、数据采集单元和无线发射装置,与传动轴集成为一体。各个传感器与数据采集单元连接,数据采集单元与无线发射装置连接。可以在传动轴工作状态下智能化检测传动轴的扭矩、速度等参数,并自动输出,依据传动轴的工作状态,控制设备的运行,保护设备。
当设备运转工作时,检测传感器检测传动轴的运行数据调理后,由数据采集单元处理,并通过无线发射装置不断发送出去。接收装置安装在轴套或不与传动轴直接相连的部位,不随传动轴转动,可以接收无线发射装置的数据,并进行数据处理。
一般应变片传感器和光电速度传感器嵌入传动轴的轴颈上,实时自动监测传动轴力矩和速度等参数数据,在与传动轴对应的摩擦副(一般是轴套)上安装无线接收装置。设备正常运转,传动轴力矩和速度数值应在设计范围之内,当设备因某种原因致使旋转传动轴力矩突然增大,达到或者超过设计范围时,监测系统立即发出报警信号,操作者必须停车检修,如果由于某种原因未能及时处理,智能化的监测系统将会立即发出指令--设备自动停车,从而确保设备安全。监测系统可以将一定区域内的设备组合一个监测网络,实现网络化监控。监测流程如图2所示。
由于及时监控智能轴的运行,在机械运转过程中就不会出现较大的过载现象,一旦过载,轴扭矩超过设计极限,立即报警直至刹车,从而可以在零件设计的时候选择较小的、合适的设计安全系数,这样可以大大的降低机件的重量、降低制造成本、节约了能源。
本发明具有以下特点:
1.将系统监测功能集成到传动轴上,可以实现传动轴传递扭矩和速度等参数的在线检测;
2.采用无线发射方式实现检测参数的传送;
3.一个接收装置可以接收多个设备的发射信号;
4.通过监测传动轴的工作状态,对设备运行进行状态监测,确定设备是否处于工作状态;
5.可以对设备运行参数进行监测,进行故障预测和报警,并自动停止设备运行,保护系统安全和可靠性。
6.可以在一定范围内组成设备无线监控网络,实现网络化监控;
7.通过分析传动轴的检测数据,为轴的设计和改进提供依据。
Claims (1)
1.一种传动轴的智能监测方法,其特征是:
在传动轴上通过微加工工艺镶嵌应变片传感器、光电速度传感器、数据采集单元和无线发射装置,将应变片传感器和光电速度传感器与数据采集单元连接,数据采集单元与无线发射装置连接;在轴套或不与传动轴直接相连的部位安装无线接收装置;应变片传感器和光电速度传感器实时检测传动轴的运行数据,通过数据采集单元处理后,由无线发射装置不断发送出去;无线接收装置接收无线发射装置发出的信号,进行数据处理,当传动轴力矩和转速达到或者超过设计范围时,立即发出报警信号。
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