CN111272421B - 水泥回转窑开式齿轮磨损在线检测系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了水泥回转窑开式齿轮磨损在线检测系统，属于设备检测技术领域。包括箱体、取样组件、稀释组件、过滤组件、拍照组件；箱体安装在开式齿轮一侧地面上；取样组件、稀释组件、过滤组件和拍照组件均设置在箱体内；取样组件用于对开式齿轮油脂进行取样，再依次经过稀释组件稀释、过滤组件过滤、拍照组件对过滤物进行拍照从而分析得到润滑油脂状态，本发明便于维护人员，能够及时了解开放式齿轮的润滑情况，从而了解设备整体运行状况。

Description

水泥回转窑开式齿轮磨损在线检测系统

技术领域

本发明涉及设备检测技术领域，特别是水泥回转窑开式齿轮磨损在线检测系统。

背景技术

在水泥生产设备中，存在较多的开式齿轮，例如水泥回转窑开式齿轮，这里开式齿轮一般采用流体润滑脂润滑；开式齿轮传动中易落入灰尘、屑等外部介质而造成润滑油污染，齿轮易于产生磨料磨损。在现有水泥生产领域所使用的开式齿轮均面临较复杂工况，对开式齿轮润滑，一般是采用定期更换流体脂，间隔时间也是按照生产经验获得，但对于开式齿轮的润滑情况，特别是流体脂是否失效是否进行更换并不能及时监控，在外部污染较严重时，一般设备发生较大异响等情况时，维护人员才发现润滑失效，需要更换润滑；但往往这时候开式齿轮已经受到破坏或者严重损毁，更严重时需要设备停机更换开式齿轮；这样不仅造成设备使用寿命降低、维护成本增加及影响生产正常运行。

专利CN201210177853.3一种回转支承在线磨损量检测及润滑脂自动加注方法，利用润滑脂绝缘性能的变化判断润滑脂中金属微粒含量的变化，判断回转支承滚道磨损状况，从而间接判断滚道损伤的发生与发展，并用于回转支承润滑条件优化，根据磨损状况，确定润滑脂的加注量和加注频率，实现自适应工况的因需润滑。但该方案使对封闭齿轮进行采样检测，如何对开式齿轮进行采样及完成检测目前还未有相关较好案例实施。

发明内容

本发明的发明目的是，针对上述问题，提供一种水泥回转窑开式齿轮磨损在线检测系统，可以对水泥回转窑开式齿轮润滑情况检测，实现采样、样品处理、在线检测，能够直观、及时地了解润滑状态。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

水泥回转窑开式齿轮磨损在线检测系统，包括箱体，以及安装在箱体上的取样组件、稀释组件、过滤组件、拍照组件和控制单元；

箱体，安装在开式齿轮一侧地面上；

取样组件，安装在箱体上端，包括取样刮板、滑动块、光杆、丝杆、导向架和驱动电机；所述导向架一端安装在箱体上端面，另一端水平外延并位于开式齿轮上方，所述导向架两端设置有基座，所述光杆、丝杆均平行设置在基座之间；所述丝杆与基座旋转连接且丝杆位于箱体内一端连接驱动电机，所述驱动电机安装在基座上；所述滑动块上端分别与光杆、丝杆套连并能够由丝杆带动沿光杆往复移动；所述取样刮板设置在滑动块下端，所述取样刮板相对开式齿轮旋转面垂直设置；

稀释组件，包括升降架、稀释箱、稀释液箱和振动器，所述升降架固定在箱体内；所述稀释箱位于导向架正下方并安装在升降架上，稀释箱能够由升降架带动竖直上下移动；所述稀释箱上端为开口结构且能够对应收纳取样刮板，稀释箱底部呈漏斗形并在漏斗下方设有带阀门的出液口；所述振动器安装在稀释箱外侧壁上；所述稀释液箱通过水泵连通稀释箱上部；

过滤组件，包括滤板、滤板夹、用于叠放滤板的滤板放置架和电动推杆；所述滤板夹固定在箱体内并位于稀释箱过滤端口正下方；所述滤板放置架设置在滤板夹一侧并与箱体固定，电动推杆设置在滤板放置架相对滤板夹的一侧，电动推杆水平且朝向滤板夹设置，电动推杆能够水平推动滤板放置架下端的滤板移动到滤板夹上；

拍照组件，相邻滤板夹设置；拍照组件包括相机、LED灯、水平皮带机，所述相机设置箱体内且相机镜头竖直朝向下置，所述水平皮带机一端靠近滤板夹且水平皮带机位于滤板夹远离电动推杆的一侧，水平皮带机另一端位于相机镜头正下方，所述LED灯设置在相机镜头四周的箱体内壁；

控制单元，所述控制单元电连接取样组件、稀释组件、过滤组件和拍照组件；控制单元通过网络连接监控室上位机；

所述控制单元控制所述驱动电机转动使得取样刮板移动到开式齿轮上并与齿轮接触完成取样，再将取样刮板移到稀释箱中，并通过升降架带动稀释箱上移将取样刮板收纳并由水泵泵入稀释液进行取样稀释；稀释完成后，升降架带动稀释箱下移并压紧位于滤板夹上的滤板，控制单元控制稀释箱的端口阀门打开完成过滤；控制单元控制电动推杆推动新的滤板移动到滤板夹上，并使得过滤完成的滤板移送到水平皮带机上，水平皮带机带动滤板移动到相机下方并完成高清拍照，控制单元将拍照数据发送到监控室上位机中，监控室上位机分析拍照数据并得到分析结果。

本方案重点在于提供了自动化采样检测的检测箱或检测系统，通过取样组件、稀释组件、过滤组件、拍照组件和控制单元等依次实现对开式齿轮中润滑脂的取样、稀释、过滤、拍照和检测分析，可以直接在线得到分析结果；相比现有技术，检测过程自动化，检测数据实时化，检测做到全天候。

优选的，所述箱体底部通过减震垫与地面连接。这样可以减少设备振动带来的影响。

优选的，所述取样刮板为硅胶材料，所述取样刮板端部均布有若干盲孔。这样取样刮板为柔性特征，在接触旋转中的齿轮时可以较好与其接触并避免齿轮拉扯及碰撞，取样刮板盲孔可以更好收集取样过程刮下的润滑脂。

优选的，所述滤板夹包括两限位条，限位条相对的两侧设有相对设置的限位槽，所述限位槽构成滤板通过通道。限位槽主要形成对滤板两侧夹持，并且便于过滤时滤液掉落。

优选的，所述滤板为圆形设置，由上至下依次为滤纸层、硬质塑料层和滤纸层，所述硬质塑料层中间设有通孔，所述通孔直径大小小于出液口直径大小。使用时，硬质塑料层可以与稀释箱端口接触压紧，确保过滤效果；过滤得到的残渣会集中到滤板中间。

优选的，还包括废液回收箱和滤板回收箱，所述废液回收箱位于过滤组件下方箱体内，废液回收箱对应滤板夹处设有废液进口；所述滤板回收箱拍照组件下方箱体内，所述滤板回收箱对应水平皮带机上远离滤板夹的一端设有回收口。

优选的，所述废液回收箱和稀释箱内涂设有聚四氟乙烯涂层。这样可以过滤过程杂物沾在内壁，不利于稀释及清洗维护。

优选的，所述相机采用CCD相机。

优选的，所述导向架安装在箱体顶板的下端面，且导向架外延的一端设有遮雨罩。

由于采用上述技术方案，本发明具有以下有益效果：

本发明通过对开放式齿轮依次取样、稀释、吸附、分析步骤后得到润滑油脂状态的分析结构，便于维护人员，及时了解开放式齿轮的润滑情况，从而了解设备整体运行状况。

本发明采用了接触齿轮对开放式齿轮进行润滑脂取样，其取样结构更加能够反映齿轮实际遇到的润滑情况，能够准确反映开放式齿轮真实运行情况，从而为维护人员对设备维护监控提供了强有力的支持。

附图说明

图1是本发明模块功能流程示意图。

图2是本发明箱体剖视图。

图3是本发明图2左视图。

图4是本发明稀释过滤流程示意图。

附图中，10-取样组件、11-取样刮板、12-滑动块、13-光杆、14-丝杆、15-导向架、16-驱动电机、20-稀释组件、21-稀释箱、22-升降架、23-稀释液箱、24-水泵、25-废液回收箱、30-过滤组件、31-滤板、32-滤板夹、33-滤板放置架、34-电动推杆、40-拍照组件、41-相机、42-LED灯、43-水平皮带机、44-滤板回收箱、50-控制单元、60-上位机、70-减震垫。

具体实施方式

以下结合附图对发明的具体实施进一步说明。

如图1所示，本发明主要由安装在箱体上的多个功能单元组成，完成取样、稀释、过滤、拍照等功能，并将拍照结构上传到线上系统，系统对拍照结构分析，从而得到润滑油脂状态，实现在线实时监测。

如图2-3所示，箱体为防尘密封箱结构，箱体底部与地面连接且设有减震垫70，用于减少震动带来的影响。箱体一侧面为可打开的箱盖结构，用于日常维护。取样组件10、稀释组件20、过滤组件30、拍照组件40和控制单元50均安装在箱体上。

其中，取样组件10用于完成对样品取样；取样组件10安装在箱体上端。取样组件10包括取样刮板11、滑动块12、光杆13、丝杆14、导向架15和驱动电机16；导向架15一端安装在箱体上端面，另一端水平外延并位于开式齿轮上方，导向架15两端设置有基座，光杆13、丝杆14均平行设置在基座之间。丝杆14与基座旋转连接且丝杆14位于箱体内一端连接驱动电机16，驱动电机16安装在基座上。滑动块12上端分别与光杆13、丝杆14套连并能够由丝杆14带动沿光杆13往复移动。取样刮板11设置在滑动块12下端，取样刮板11相对开式齿轮旋转面垂直设置。取样刮板11为硅胶材料，取样刮板11端部均布有若干盲孔。这样取样刮板11为柔性特征，在接触旋转中的齿轮时可以较好与其接触并避免齿轮拉扯及碰撞，取样刮板11盲孔可以更好收集取样过程刮下的润滑脂。工作时，驱动电机16带动丝杆14旋转而使得滑动块12移动，滑动块12从箱体内移到开式齿轮上方，具体是开式齿轮中一齿轮的正上方，且取样刮板11与该齿轮发生刮碰；取样刮板11与齿轮接触深度为该齿轮齿高，这样可以避免由于齿轮旋转将取样刮板11损坏。取样刮板11可以刮取齿轮齿面上的润滑脂。这样为了更好使得取样刮板11与齿轮齿面接触，取样刮板11对应齿轮一端可以间隔割开；一可以减少齿轮对取样刮板11整体拉扯，而可以更好对齿轮齿面取样。取样刮板11宽度也可以宽于齿轮齿面宽，这样可以对齿轮侧面存在的油脂取样。

这里，稀释组件20用于对取样刮板11上的样品进行稀释。稀释组件20包括升降架22、稀释箱21、稀释液箱23和振动器，升降架22固定在箱体内。稀释箱21位于导向架15正下方并安装在升降架22上，稀释箱21能够由升降架22带动竖直上下移动。稀释箱21上端为开口结构且能够对应收纳取样刮板11，稀释箱21底部呈漏斗形并在漏斗下方设有带阀门的出液口。振动器安装在稀释箱21外侧壁上；稀释液箱23通过水泵24连通稀释箱21上部。取样刮板11完成取样后，驱动电机16带动取样刮板11移动回到箱体内，并停止；然后稀释箱21由升降架22带动上升，使得稀释箱21可以收纳取样刮板11的下部；稀释液从稀释液箱23通过水泵24泵入稀释箱21，样品开始稀释。为提高稀释效果或者说更好将样品从取样刮板11上稀释下来，采用在稀释箱21上设置振动器，振动器的振动效果可以用作稀释搅拌，还可以更好将存在取样刮板11盲孔内的样本进行稀释。稀释过程一般10-15分钟，也可以更加需要进行选择。稀释完成后，升降架22带动稀释箱21下移到过滤组件30。

其中，过滤组件30用于对稀释箱21滤液进行过滤，得到过滤后的滤板31。稀释箱21包括滤板31、滤板夹32、用于叠放滤板31的滤板放置架33和电动推杆34。滤板夹32固定在箱体内并位于稀释箱21过滤端口正下方。滤板放置架33设置在滤板夹32一侧并与箱体固定，电动推杆34设置在滤板放置架33相对滤板夹32的一侧，电动推杆34水平且朝向滤板夹32设置，电动推杆34能够水平推动滤板放置架33下端的滤板31移动到滤板夹32上。滤板31为圆形设置，由上至下依次为滤纸层、硬质塑料层和滤纸层，硬质塑料层中间设有通孔，通孔直径大小小于出液口直径大小。使用时，硬质塑料层可以与稀释箱21端口接触压紧，确保过滤效果；过滤得到的残渣会集中到滤板31中间。滤板夹32包括两限位条，限位条相对的两侧设有相对设置的限位槽，限位槽构成滤板31通过通道。限位槽主要形成对滤板31两侧夹持，并且便于过滤时滤液掉落。滤板31可以将稀释箱21中滤液过滤，主要是获取得到样品中含有杂质或者说是不溶颗粒，或者说是齿轮工作过程产生的铁屑等杂质，从事从侧面反映润滑脂的工作情况。

其中，拍照组件40用于对过滤后的滤板31拍照。拍照组件40相邻滤板夹32设置；拍照组件40包括相机41、LED灯42、水平皮带机43，相机41设置箱体内且相机41镜头竖直朝向下置，水平皮带机43一端靠近滤板夹32且水平皮带机43位于滤板夹32远离电动推杆34的一侧，水平皮带机43另一端位于相机41镜头正下方，LED灯42设置在相机41镜头四周的箱体内壁。其中，相机41采用CCD相机。

这里，控制单元50，控制单元50电连接取样组件10、稀释组件20、过滤组件30和拍照组件40；控制单元50通过网络连接监控室上位机60。

本发明的工作过程为：控制单元50控制驱动电机16转动使得取样刮板11移动到开式齿轮上并与齿轮接触完成取样，再将取样刮板11移到稀释箱21中，并通过升降架22带动稀释箱21上移将取样刮板11收纳并由水泵24泵入稀释液进行取样稀释；稀释完成后，升降架22带动稀释箱21下移并压紧位于滤板夹32上的滤板31，控制单元50控制稀释箱21的端口阀门打开完成过滤；控制单元50控制电动推杆34推动新的滤板31移动到滤板夹32上，并使得过滤完成的滤板31移送到水平皮带机43上，水平皮带机43带动滤板31移动到相机41下方并完成高清拍照，控制单元50将拍照数据发送到监控室上位机60中，监控室上位机60分析拍照数据并得到分析结果。分析过程中采用设置对照组对比，先获取刚更好润滑脂时候开式齿轮的采样，即按照上述流程操作，将得到的拍照数据作为对照数据；在后续自动化检测时，样品的拍照数据与对照数据进行对比，具体是对图片数据处理依次经过图片灰度处理、计算所有像素平均值、通过感知哈希算法获取两者之间差值，根据该差值判定齿轮磨损情况。

本方案重点在于提供了自动化采样检测的检测箱或检测系统，通过取样组件10、稀释组件20、过滤组件30、拍照组件40和控制单元50等依次实现对开式齿轮中润滑脂的取样、稀释、过滤、拍照和检测分析，可以直接在线得到分析结果；相比现有技术，检测过程自动化，检测数据实时化，检测做到全天候。

如图2-3所示，还包括废液回收箱25和滤板回收箱44，废液回收箱25位于过滤组件30下方箱体内，废液回收箱25对应滤板夹32处设有废液进口；滤板回收箱44拍照组件40下方箱体内，滤板回收箱44对应水平皮带机43上远离滤板夹32的一端设有回收口。废液回收箱25和稀释箱21内涂设有聚四氟乙烯涂层。这样可以过滤过程杂物沾在内壁，不利于稀释及清洗维护。导向架15安装在箱体顶板的下端面，且导向架15外延的一端设有遮雨罩。

如图4所示，本发明中稀释液流向示意，稀释液采用JQ-150黄油清洗剂；稀释液存储在稀释液箱23中，通过水泵24与稀释箱21相连，稀释箱21经过滤板31后流入废液回收箱25。

上述说明是针对本发明较佳可行实施例的详细说明，但实施例并非用以限定本发明的专利申请范围，凡本发明所提示的技术精神下所完成的同等变化或修饰变更，均应属于本发明所涵盖专利范围。

Claims (9)

1.水泥回转窑开式齿轮磨损在线检测系统，其特征在于：包括箱体，以及安装在箱体上的取样组件、稀释组件、过滤组件、拍照组件和控制单元；

箱体，安装在开式齿轮一侧地面上；

取样组件，安装在箱体上端，包括取样刮板、滑动块、光杆、丝杆、导向架和驱动电机；所述导向架一端安装在箱体上端面，另一端水平外延并位于开式齿轮上方，所述导向架两端设置有基座，所述光杆、丝杆均平行设置在基座之间；所述丝杆与基座旋转连接且丝杆位于箱体内一端连接驱动电机，所述驱动电机安装在基座上；所述滑动块上端分别与光杆、丝杆套连并能够由丝杆带动沿光杆往复移动；所述取样刮板设置在滑动块下端，所述取样刮板相对开式齿轮旋转面垂直设置；

稀释组件，包括升降架、稀释箱、稀释液箱和振动器，所述升降架固定在箱体内；所述稀释箱位于导向架正下方并安装在升降架上，稀释箱能够由升降架带动竖直上下移动；所述稀释箱上端为开口结构且能够对应收纳取样刮板，稀释箱底部呈漏斗形并在漏斗下方设有带阀门的出液口；所述振动器安装在稀释箱外侧壁上；所述稀释液箱通过水泵连通稀释箱上部；

过滤组件，包括滤板、滤板夹、用于叠放滤板的滤板放置架和电动推杆；所述滤板夹固定在箱体内并位于稀释箱过滤端口正下方；所述滤板放置架设置在滤板夹一侧并与箱体固定，电动推杆设置在滤板放置架相对滤板夹的一侧，电动推杆水平且朝向滤板夹设置，电动推杆能够水平推动滤板放置架下端的滤板移动到滤板夹上；

拍照组件，相邻滤板夹设置；拍照组件包括相机、LED灯、水平皮带机，所述相机设置箱体内且相机镜头竖直朝向下置，所述水平皮带机一端靠近滤板夹且水平皮带机位于滤板夹远离电动推杆的一侧，水平皮带机另一端位于相机镜头正下方，所述LED灯设置在相机镜头四周的箱体内壁；

控制单元，所述控制单元电连接取样组件、稀释组件、过滤组件和拍照组件；控制单元通过网络连接监控室上位机；

所述控制单元控制所述驱动电机转动使得取样刮板移动到开式齿轮上并与齿轮接触完成取样，再将取样刮板移到稀释箱中，并通过升降架带动稀释箱上移将取样刮板收纳并由水泵泵入稀释液进行取样稀释；稀释完成后，升降架带动稀释箱下移并压紧位于滤板夹上的滤板，控制单元控制稀释箱的端口阀门打开完成过滤；控制单元控制电动推杆推动新的滤板移动到滤板夹上，并使得过滤完成的滤板移送到水平皮带机上，水平皮带机带动滤板移动到相机下方并完成高清拍照，控制单元将拍照数据发送到监控室上位机中，监控室上位机分析拍照数据并得到分析结果。

2.根据权利要求1所述的水泥回转窑开式齿轮磨损在线检测系统,其特征在于：所述箱体底部通过减震垫与地面连接。

3.根据权利要求1所述的水泥回转窑开式齿轮磨损在线检测系统,其特征在于：所述取样刮板为硅胶材料，所述取样刮板端部均布有若干盲孔。

4.根据权利要求1所述的水泥回转窑开式齿轮磨损在线检测系统,其特征在于：所述滤板夹包括两限位条，限位条相对的两侧设有相对设置的限位槽，所述限位槽构成滤板通过通道。

5.根据权利要求1所述的水泥回转窑开式齿轮磨损在线检测系统,其特征在于：所述滤板为圆形设置，由上至下依次为滤纸层、硬质塑料层和滤纸层，所述硬质塑料层中间设有通孔，所述通孔直径大小小于出液口直径大小。

6.根据权利要求4所述的水泥回转窑开式齿轮磨损在线检测系统,其特征在于：还包括废液回收箱和滤板回收箱，所述废液回收箱位于过滤组件下方箱体内，废液回收箱对应滤板夹处设有废液进口；所述滤板回收箱拍照组件下方箱体内，所述滤板回收箱对应水平皮带机上远离滤板夹的一端设有回收口。

7.根据权利要求6所述的水泥回转窑开式齿轮磨损在线检测系统,其特征在于：所述废液回收箱和稀释箱内涂设有聚四氟乙烯涂层。

8.根据权利要求1所述的水泥回转窑开式齿轮磨损在线检测系统,其特征在于：所述相机采用CCD相机。

9.根据权利要求1所述的水泥回转窑开式齿轮磨损在线检测系统,其特征在于：所述导向架安装在箱体顶板的下端面，且导向架外延的一端设有遮雨罩。

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