專利名稱：齒式聯(lián)軸器重載磨損在線監(jiān)測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及大型或重型機械中的傳動部件，更具體地指一種齒式聯(lián)軸器重載磨損在線監(jiān)測裝置。
背景技術(shù)：
大型移動起重設(shè)備和重型機械，如港口碼頭的裝船機、卸船機，其動力和負荷的連接都有專用的部件，即聯(lián)軸器。請見圖1，聯(lián)軸器10的主要的功能是1、實現(xiàn)動力源11和負荷12的連接。2、實現(xiàn)動力軸和負荷軸的軸心運行調(diào)中平衡。3、瞬時緩沖作用。它是一種廣泛應(yīng)用于機械傳動的電動機和減速機高速軸之間的聯(lián)接器件，13是剎車制動器。
由于聯(lián)軸器和負荷端的橋梁作用，所以聯(lián)軸器的磨損(隱患)程度關(guān)系到機械設(shè)備的運行安全和日常的生產(chǎn)安全。為確保日常生產(chǎn)的安全順行，現(xiàn)場的技術(shù)點檢都對聯(lián)軸器的工作狀態(tài)實行了嚴格的點檢制度。比如，捕捉啟動異響雜音，跟蹤相對磨損標(biāo)線，定期解體保養(yǎng)檢查等。
齒式聯(lián)軸器特點是動力傳遞扭矩大，軸心調(diào)中作用好。但是，隨著使用年限的增長，齒式聯(lián)軸器的內(nèi)齒與外齒之間會不斷地出現(xiàn)磨損，造成齒厚逐漸變薄。如果，繼續(xù)磨損至極限就會發(fā)生軸齒被打掉，俗稱為“剃牙”。最后，造成電動機與減速機高速軸之間的聯(lián)接失效，甚至還會釀成負荷卸載事故。
根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)手段，監(jiān)測聯(lián)軸器的磨損程度只能靠操作人員聽取是否有沖擊異音、在停機靜態(tài)下目測、拆卸聯(lián)軸器解體檢查。因此聽取是否有沖擊異音是根據(jù)人的主觀經(jīng)驗判斷，因人而異，根本談不上監(jiān)測的精確。而停機拆卸聯(lián)軸器解體檢查又非常費時、效率低下，且影響日常生產(chǎn)。此外，停機檢查只能在靜態(tài)下進行目測，只能在聯(lián)軸器的動力端和負荷端，用板轉(zhuǎn)聯(lián)軸器的方法作鑒別，查其齒圈套的移位程度來估計出聯(lián)軸器的齒輪磨損程度。僅此而已，還必須依賴豐富的積累經(jīng)驗，也帶有主觀判斷，點檢精度很差，新手根本無法確認。因此，傳統(tǒng)的點檢存在一個最大的缺陷；就是無法實現(xiàn)聯(lián)軸器的實時動態(tài)監(jiān)測。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種齒式聯(lián)軸器重載磨損在線監(jiān)測裝置，該監(jiān)測裝置能對聯(lián)軸器進行實時在線跟蹤監(jiān)測，以實現(xiàn)連軸器與設(shè)備機組的動態(tài)檢測。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案，該齒式聯(lián)軸器重載磨損在線監(jiān)測裝置包括檢測器、驅(qū)動器、報警器，檢測器還包括金屬接觸片和彈性接觸點，金屬接觸片和彈性接觸點分別固定在聯(lián)軸器的主動軸和聯(lián)軸器的被動軸上，金屬接觸片與彈性接觸點在聯(lián)軸器正常工作時相互保持接觸連接；驅(qū)動器為一開關(guān)電路，驅(qū)動器的輸入端與彈性接觸點相連接，驅(qū)動器的輸出端與報警器相接；報警器包括發(fā)光二極管和蜂鳴器，發(fā)光二極管和蜂鳴器并聯(lián)連接于驅(qū)動器的輸出端與電源之間。
所述的金屬接觸片形狀呈“”型。
該監(jiān)測裝置還包括無線發(fā)射模塊和無線接收模塊，無線發(fā)射模塊的輸入端接驅(qū)動器的輸出端，輸出端為發(fā)射端，無線接收模塊接收無線發(fā)射模塊發(fā)射的無線信號。
該監(jiān)測裝置還包括自發(fā)電電路，自發(fā)電電路包括線圈、永久磁鋼、整流橋、穩(wěn)壓塊，線圈固定在連軸器的軸上并與連軸器同步旋轉(zhuǎn)，永久磁鋼固定置于線圈旁，線圈兩端與整流橋的輸入相接，整流橋的輸出接到穩(wěn)壓塊，穩(wěn)壓塊的輸出接到報警器。
該監(jiān)測裝置還包括自發(fā)電電路，自發(fā)電電路包括線圈、永久磁鋼、整流橋、穩(wěn)壓塊，線圈固定在連軸器的軸上并與連軸器同步旋轉(zhuǎn)，永久磁鋼置于線圈旁，線圈兩端與整流橋的輸入相接，整流橋的輸出接到穩(wěn)壓塊，穩(wěn)壓塊的輸出接到無線接收模塊。
由于發(fā)明采用了以上的技術(shù)方案，在該方案中，將檢測器的金屬接觸片巧妙地固定在聯(lián)軸器的主動軸上，彈性接觸點固定在聯(lián)軸器的被動軸上，金屬接觸片與彈性接觸點在聯(lián)軸器正常工作時相互接觸連接，利用主動軸和被動軸在重載時的間隙移位來提取預(yù)先設(shè)定的磨損極限信號，再將該磨損極限信號通過開關(guān)電路來控制報警電路，使其發(fā)出報警信號。使用本發(fā)明的監(jiān)測裝置就可改變以往停機檢測的工作模式以及靠操作人員聽取是否有沖擊異音、在停機靜態(tài)下目測等主觀判斷方式，以及克服了聯(lián)軸器的安全適值無法正確測出的弊端。因此，采用本發(fā)明的監(jiān)測裝置使得工作效率大大提高，并且正常生產(chǎn)不受到影響，實現(xiàn)了實時在線精確點檢，使聯(lián)軸器的使用壽命和安全性均得到較大的提高。


圖1為齒式聯(lián)軸器與動力源、負荷連接示意圖。
圖2本發(fā)明的監(jiān)測裝置的檢測器安裝示意圖。
圖3a/b分別是檢測器的接觸片與接觸點呈接觸/非接觸狀態(tài)及等效示意圖。
圖4為本發(fā)明監(jiān)測裝置的一實施例電原理示意圖。
圖5為本發(fā)明監(jiān)測裝置的實施例中無線接收模塊原理示意圖。
具體實施例方式
本發(fā)明的齒式聯(lián)軸器重載磨損在線監(jiān)測裝置包括檢測器、驅(qū)動器、報警器。
下面分別對檢測器、驅(qū)動器、報警器描述如下，請先參見圖2所示，檢測器26包括和彈性接觸點262，金屬接觸片261、彈性接觸點262分別固定在聯(lián)軸器20的主動軸24上和聯(lián)軸器20的被動軸25上。即，金屬接觸片261固定在聯(lián)軸器20的主動軸24上，彈性接觸點262固定在聯(lián)軸器20的被動軸25上，當(dāng)然也可以將金屬接觸片261固定在聯(lián)軸器20的被動軸25上，彈性接觸點262固定在聯(lián)軸器20的主動軸24上，無論何種方式，金屬接觸片261與彈性接觸點262在聯(lián)軸器正常工作時均應(yīng)相互接觸連接。金屬接觸片形狀呈“”型，即為直角金屬接觸片，它金屬接觸片261的接觸面寬度應(yīng)調(diào)整為聯(lián)軸器齒輪磨損極限的尺寸允許寬度。聯(lián)軸器20工作時，齒輪如果磨損在正常范圍內(nèi)，也就是主動軸24上的金屬接觸片261在允許寬度內(nèi)；被動軸25上的接觸點262不會被滑出，等效于開關(guān)呈接通狀態(tài)，見圖3a，如同一普通開關(guān)呈接通狀態(tài)。反之，當(dāng)聯(lián)軸器20齒輪磨損超過正常范圍后，齒輪間的自由間隙加大。尤其是在聯(lián)軸器20重載時，聯(lián)軸器的主動軸24和被動軸25之間的非正常移位度更會超出允許范圍，從而使接觸點262被滑出，此時等效于開關(guān)斷開狀態(tài)，請見圖3b，如同一普通開關(guān)呈斷開狀態(tài)。此工作原理過程在聯(lián)軸器正反轉(zhuǎn)時都一樣。
請繼續(xù)參閱圖4所示，驅(qū)動器實際上為一開關(guān)電路，它包含三極管BG、偏置電阻R1、R2、R3，驅(qū)動器的輸入端通過電阻R1與彈性接觸點262相連接，驅(qū)動器的輸出端與報警器相接。報警器包括發(fā)光二極管LED和蜂鳴器F，發(fā)光二極管LED和蜂鳴器F并聯(lián)連接于驅(qū)動器的輸出端與電源之間，即三極管BG的集電極與電源E之間。
該監(jiān)測裝置還包括無線發(fā)射模塊TX301F和無線接收模塊TX301S(見圖5)，無線發(fā)射模塊TX301F的輸入端接驅(qū)動器的輸出端，即三極管BG的集電極，模塊TX301F的輸出端為發(fā)射端，無線接收模塊TX301S接收無線發(fā)射模塊發(fā)射的無線信號。
此外，該監(jiān)測裝置還包括自發(fā)電電路，自發(fā)電電路包括線圈L、永久磁鋼CG、整流橋ZL、穩(wěn)壓塊IC2，線圈L固定在連軸器20的軸上并與連軸器20同步旋轉(zhuǎn)，永久磁鋼CG置于線圈L旁，并能使線圈L在旋轉(zhuǎn)時對所及磁力線作切割運動，線圈L兩端與整流橋ZL的輸入相接，整流橋ZL的輸出接到穩(wěn)壓塊IC2，穩(wěn)壓塊IC2的輸出接到報警器，穩(wěn)壓塊IC2的輸出接到無線接收模塊TX301S，以為其提供電源。
請再結(jié)合圖4，本發(fā)明的監(jiān)測裝置工作原理描述如下
圖4中的GND是聯(lián)軸器的金屬體，作為接地，當(dāng)聯(lián)軸器工作在動態(tài)重載時，它的磨損又沒有超過極限時；此時彈性接觸點262不可能滑出，它和金屬接觸片261繼續(xù)保持良好的接觸(由于聯(lián)軸器工作時高速旋轉(zhuǎn)的離心作用，更加大了接觸點和接觸片之間的壓力)。由于R1低電阻的分壓作用，三極管BG的基極基本處于零電位并使三極管BG呈現(xiàn)截止?fàn)顟B(tài)。此時，整個電路都不工作，能耗極省。
當(dāng)聯(lián)軸器磨損動態(tài)呈現(xiàn)極限危急時；此刻彈性接觸點262由于位移超度被滑出，也就是它和金屬接觸片261的接觸被分開(由于聯(lián)軸器工作時高速旋轉(zhuǎn)的離心作用，更加大了接觸點和接觸片之間的分離)。此時三極管BG的基極由于電阻R2的作用已處于正電位，并迅速使三極管BG由截止轉(zhuǎn)向?qū)顟B(tài)。整個電路開始工作，驅(qū)動器啟動觸發(fā)電路蜂鳴器F發(fā)出報警聲。同時驅(qū)動發(fā)光二極管LED發(fā)出光警示，在聯(lián)軸器高速旋轉(zhuǎn)的情況下一個高亮度光點就成了一個光環(huán)，且非常醒目。同時，無線發(fā)射模塊IC1(TX301F)也開始工作，并且由發(fā)射模塊IC1的天線端T發(fā)出無線調(diào)制信號。
如果此時設(shè)備旁邊沒有人員檢視，本裝置還可以通過無線發(fā)射器向設(shè)備主機的中控室發(fā)出緊急信號，并讓中控室接收受控制。
由于本監(jiān)測裝置是一個需要長時間工作的裝置，又長期處于高速旋轉(zhuǎn)狀態(tài)之中，考慮其離心作用，所以電源(電池)不能很大，需選用小型可充電型的鈕扣電池。然本發(fā)明裝置耗能極省，但再省電也需及時給電池補充電。由于外接電源不便，本裝置利用了高速旋轉(zhuǎn)的聯(lián)軸器軸組合成簡單的磁脈沖式自發(fā)電電路，并通過穩(wěn)壓塊給本裝置的鈕扣電池充電。
圖4中，無線發(fā)射模塊IC1的V+和V-是工作電源端，E是可充電的鈕扣電池。
自發(fā)電電路其工作原理如下當(dāng)聯(lián)軸器軸每轉(zhuǎn)一圈，線圈L也和永久磁鋼CG作一次相對磁力線切割運動，并且在線圈L的兩端產(chǎn)生脈沖電動勢，經(jīng)過整流橋ZL整流，由電容C進行緩沖(濾波)，經(jīng)過穩(wěn)壓塊IC2(7805)穩(wěn)壓后，輸出經(jīng)過防倒流二極管D向鈕扣電池E進行恒壓充電。
圖5是由無線接收器模塊TX301S和另一三極管(9013)、繼電器J組成的聯(lián)軸器動態(tài)磨損極限信號接收器。當(dāng)發(fā)射模塊發(fā)出的信號被接收模塊接收時立即會驅(qū)動三極管并使繼電器J工作，繼電器的常開觸點JK立即閉合導(dǎo)通；此開關(guān)信號將可作遠程控制或提示有關(guān)的操作人員。
由此可見，本發(fā)明的監(jiān)測裝置有效地解決了需要對聯(lián)軸器進行實時在線監(jiān)測中，長期想解決但一直未曾解決的四個難題；1、動態(tài)檢測。2、檢測裝置的工作電源問題。3、聯(lián)軸器動態(tài)信號提取問題。4、動態(tài)告急信號的傳遞發(fā)送問題。該裝置還具有結(jié)構(gòu)簡單可靠，可廣泛推廣應(yīng)用于各類機械軸系傳動的實時監(jiān)測之中，如冶金、礦山、起重運輸?shù)刃袠I(yè)、也適用于石油、化工、通用機械等各類機械的軸系傳動的實時監(jiān)測中。
權(quán)利要求
1，一種齒式聯(lián)軸器重載磨損在線監(jiān)測裝置，該裝置包括檢測器、驅(qū)動器、報警器，其特征在于檢測器還包括金屬接觸片和彈性接觸點，金屬接觸片和彈性接觸點分別固定在聯(lián)軸器的主動軸和聯(lián)軸器的被動軸上，金屬接觸片與彈性接觸點在聯(lián)軸器正常工作時相互保持接觸連接；驅(qū)動器為一開關(guān)電路，驅(qū)動器的輸入端與彈性接觸點相連接，驅(qū)動器的輸出端與報警器相接；報警器包括發(fā)光二極管和蜂鳴器，發(fā)光二極管和蜂鳴器并聯(lián)連接于驅(qū)動器的輸出端與電源之間。
2，如權(quán)利要求1所述的齒式聯(lián)軸器重載磨損在線監(jiān)測裝置，其特征在于所述的金屬接觸片形狀呈“”型。
3，如權(quán)利要求1或2所述的齒式聯(lián)軸器重載磨損在線監(jiān)測裝置，其特征在于該監(jiān)測裝置還包括無線發(fā)射模塊和無線接收模塊，無線發(fā)射模塊的輸入端接驅(qū)動器的輸出端，輸出端為發(fā)射端，無線接收模塊接收無線發(fā)射模塊發(fā)射的無線信號。
4，如權(quán)利要求1或2所述的齒式聯(lián)軸器重載磨損在線監(jiān)測裝置，其特征在于該監(jiān)測裝置還包括自發(fā)電電路，自發(fā)電電路包括線圈、永久磁鋼、整流橋、穩(wěn)壓塊，線圈固定在連軸器的軸上并和連軸器同步旋轉(zhuǎn)，永久磁鋼固定置于線圈旁，線圈兩端與整流橋的輸入相接，整流橋的輸出接到穩(wěn)壓塊，穩(wěn)壓塊的輸出接到報警器。
5，如權(quán)利要求3所述的齒式聯(lián)軸器重載磨損在線監(jiān)測裝置，其特征在于該監(jiān)測裝置還包括自發(fā)電電路，自發(fā)電電路包括線圈、永久磁鋼、整流橋、穩(wěn)壓塊，置于線圈旁的永久磁鋼，線圈兩端與整流橋的輸入相接，整流橋的輸出接到穩(wěn)壓塊，穩(wěn)壓塊的輸出接到無線接收模塊。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種齒式聯(lián)軸器重載磨損在線監(jiān)測裝置，該裝置將檢測器的金屬接觸片巧妙地固定在聯(lián)軸器的主動軸上，彈性接觸點固定在聯(lián)軸器的被動軸上，金屬接觸片與彈性接觸點在聯(lián)軸器正常工作時相互接觸連接，利用主動軸和被動軸在重載時的間隙移位來提取預(yù)先設(shè)定的磨損極限信號，再將該磨損極限信號通過開關(guān)電路來控制報警電路，使其發(fā)出報警信號。使用該監(jiān)測裝置就可改變以往停機檢測的工作模式以及靠操作人員聽取異響、目測等主觀判斷方式，以及克服了聯(lián)軸器的安全適值無法正確測出的弊端，使得工作效率大大提高，并且正常生產(chǎn)不受到影響，實現(xiàn)了實時在線精確點檢，使聯(lián)軸器的使用壽命和安全性均得到較大的提高。
文檔編號G01M13/02GK1959332SQ20051011004
公開日2007年5月9日 申請日期2005年11月4日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月4日
發(fā)明者孔利明, 孫品生 申請人:寶山鋼鐵股份有限公司