智能型齒輪失效檢測(cè)裝置及其檢測(cè)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種智能型齒輪失效檢測(cè)裝置及其檢測(cè)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]齒輪作為重要的傳動(dòng)元件廣泛應(yīng)用于機(jī)械、冶金、礦山、汽車等各種機(jī)械設(shè)備中，其運(yùn)行工況直接影響設(shè)備的使用壽命并與安全生產(chǎn)息息相關(guān)。齒輪在傳動(dòng)和運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，齒輪接觸表面在載荷作用下發(fā)生摩擦磨損并伴隨溫度升高，最終導(dǎo)致齒輪失效，尤其是礦山、冶金等行業(yè)，齒輪在工作中承受的載荷非常大，使用條件苛刻、更易發(fā)生齒輪失效。但是由于設(shè)備的工作環(huán)境相對(duì)惡劣，因此人為進(jìn)行檢測(cè)很困難。如果能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)齒輪的工作狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題所在，便能避免因齒輪失效而導(dǎo)致的突發(fā)事故，比如因煤礦機(jī)械中齒輪失效而引起的安全事故。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明針對(duì)以上問(wèn)題的提出，而研制一種智能型齒輪失效檢測(cè)裝置及其檢測(cè)方法。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)手段如下:
[0005]—種智能型齒輪失效檢測(cè)裝置，包括:設(shè)置在齒輪的輪齒外側(cè)或輪齒內(nèi)側(cè)的磁性部件、設(shè)置在齒輪的輪齒與所述磁性部件之間的霍爾元件、以及與所述霍爾元件輸出端相連接的處理器；當(dāng)所述齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，該齒輪具有的輪齒逐一經(jīng)過(guò)所述霍爾元件，所述霍爾元件感應(yīng)到所述輪齒經(jīng)過(guò)所帶來(lái)的磁場(chǎng)變化并輸出電信號(hào)給所述處理器，所述處理器根據(jù)接收到的電信號(hào)的高低電平變化獲取每一輪齒經(jīng)過(guò)所述霍爾元件的時(shí)間，進(jìn)而獲知所述輪齒的厚度狀態(tài)；
[0006]進(jìn)一步地，當(dāng)在距離所述霍爾元件的一定范圍內(nèi)有輪齒經(jīng)過(guò)時(shí)，所述霍爾元件輸出高電平，當(dāng)在距離所述霍爾元件的一定范圍內(nèi)未有輪齒經(jīng)過(guò)時(shí)，所述霍爾元件輸出低電平；
[0007]進(jìn)一步地，所述處理器對(duì)所述霍爾元件輸出的各高電平信號(hào)的持續(xù)時(shí)間與第一預(yù)設(shè)持續(xù)時(shí)間進(jìn)行比較，當(dāng)任一高電平信號(hào)的持續(xù)時(shí)間小于第一預(yù)設(shè)持續(xù)時(shí)間時(shí)，所述處理器輸出設(shè)備停止運(yùn)行信號(hào)，該設(shè)備為包括所述齒輪的設(shè)備；
[0008]進(jìn)一步地，所述處理器對(duì)所述霍爾元件輸出的各低電平信號(hào)的持續(xù)時(shí)間與第二預(yù)設(shè)持續(xù)時(shí)間進(jìn)行比較，當(dāng)任一低電平信號(hào)的持續(xù)時(shí)間高于第二預(yù)設(shè)持續(xù)時(shí)間時(shí)，所述處理器輸出輪齒折斷報(bào)警信號(hào)；
[0009]另外，所述裝置還包括與所述處理器相連接的顯示器，該顯示器用于對(duì)處理器獲知的各輪齒的厚度狀態(tài)、以及對(duì)處理器輸出的輪齒折斷報(bào)警信號(hào)進(jìn)行顯示;所述磁性部件為磁鋼;所述霍爾元件為霍爾傳感器;所述處理器為單片機(jī)。
[0010]一種智能型齒輪失效檢測(cè)方法，包括如下步驟:
[0011]步驟1:配置磁性部件在齒輪的輪齒外側(cè)或輪齒內(nèi)側(cè)，配置霍爾元件在齒輪的輪齒與所述磁性部件之間;所述霍爾元件連接有處理器；
[0012]步驟2:當(dāng)所述齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，該齒輪具有的輪齒逐一經(jīng)過(guò)所述霍爾元件，所述霍爾元件感應(yīng)到所述輪齒經(jīng)過(guò)所帶來(lái)的磁場(chǎng)變化并輸出電信號(hào)給所述處理器；
[0013]步驟3:所述處理器根據(jù)接收到的電信號(hào)的高低電平變化獲取每一輪齒經(jīng)過(guò)所述霍爾元件的時(shí)間，進(jìn)而獲知所述輪齒的厚度狀態(tài)；
[0014]進(jìn)一步地，當(dāng)在距離所述霍爾元件的一定范圍內(nèi)有輪齒經(jīng)過(guò)時(shí)，所述霍爾元件輸出高電平，當(dāng)在距離所述霍爾元件的一定范圍內(nèi)未有輪齒經(jīng)過(guò)時(shí)，所述霍爾元件輸出低電平；
[0015]另外，在步驟3之后還包括如下步驟:
[0016]所述處理器對(duì)所述霍爾元件輸出的各高電平信號(hào)的持續(xù)時(shí)間與第一預(yù)設(shè)持續(xù)時(shí)間進(jìn)行比較，當(dāng)任一高電平信號(hào)的持續(xù)時(shí)間小于第一預(yù)設(shè)持續(xù)時(shí)間時(shí)，所述處理器輸出設(shè)備停止運(yùn)行信號(hào)，該設(shè)備為包括所述齒輪的設(shè)備；
[0017]另外，在步驟3之后還包括如下步驟:
[0018]所述處理器對(duì)所述霍爾元件輸出的各低電平信號(hào)的持續(xù)時(shí)間與第二預(yù)設(shè)持續(xù)時(shí)間進(jìn)行比較，當(dāng)任一低電平信號(hào)的持續(xù)時(shí)間高于第二預(yù)設(shè)持續(xù)時(shí)間時(shí)，所述處理器輸出輪齒折斷報(bào)警信號(hào)；
[0019]進(jìn)一步地，
[0020]所述磁性部件為磁鋼;所述霍爾元件為霍爾傳感器;所述處理器為單片機(jī)；
[0021]在步驟3之后還包括如下步驟:
[0022]對(duì)處理器獲知的各輪齒的厚度狀態(tài)、以及處理器出的輪齒折斷報(bào)警信號(hào)進(jìn)行顯不O
[0023]由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明提供的智能型齒輪失效檢測(cè)裝置及其檢測(cè)方法，能夠?qū)崿F(xiàn)監(jiān)控齒輪的工作狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)齒輪工作中的異常狀況并給予警示，以避免不必要的損失;在一些環(huán)境惡劣的應(yīng)用場(chǎng)所，人工檢測(cè)很困難，采用本發(fā)明可以在不拆開(kāi)齒輪箱的情況下，對(duì)惡劣環(huán)境下工作的機(jī)器設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)，方便快捷，節(jié)約用工成本，進(jìn)而根據(jù)齒輪實(shí)際工作狀況，維護(hù)機(jī)器設(shè)備，避免因斷齒而引起齒輪箱的進(jìn)一步破壞，預(yù)防因齒輪失效而引起的突發(fā)事故。
【附圖說(shuō)明】
[0024]圖1是本發(fā)明所述裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖2是本發(fā)明所述裝置的結(jié)構(gòu)框圖；
[0026]圖3是本發(fā)明所述方法的流程圖；
[0027]圖4是本發(fā)明帶有磁性部件的霍爾元件的電路連接示意圖；
[0028]圖5是本發(fā)明霍爾傳感器的電子特性原理圖；
[0029]圖6是本發(fā)明所述齒輪未存在輪齒厚度減小或折斷情況下霍爾元件輸出的信號(hào)示意圖；
[0030]圖7是本發(fā)明所述齒輪存在輪齒厚度減小情況下霍爾元件輸出的信號(hào)示意圖；
[0031]圖8是本發(fā)明所述齒輪存在輪齒折斷情況下霍爾元件輸出的信號(hào)示意圖。
[0032]圖中:1、齒輪，2、輪齒，3、霍爾元件，4、磁性部件。
【具體實(shí)施方式】
[0033]如圖1和圖2所示的一種智能型齒輪失效檢測(cè)裝置，包括:設(shè)置在齒輪I的輪齒2外側(cè)或輪齒2內(nèi)側(cè)的磁性部件4、設(shè)置在齒輪I的輪齒2與所述磁性部件4之間的霍爾元件3、以及與所述霍爾元件3輸出端相連接的處理器；當(dāng)所述齒輪I轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，該齒輪I具有的輪齒2逐一經(jīng)過(guò)所述霍爾元件3，所述霍爾元件3感應(yīng)到所述輪齒2經(jīng)過(guò)所帶來(lái)的磁場(chǎng)變化并輸出電信號(hào)給所述處理器，所述處理器根據(jù)接收到的電信號(hào)的高低電平變化獲取每一輪齒2經(jīng)過(guò)所述霍爾元件3的時(shí)間，進(jìn)而獲知所述輪齒2的厚度狀態(tài);進(jìn)一步地，當(dāng)在距離所述霍爾元件3的一定范圍內(nèi)有輪齒2經(jīng)過(guò)時(shí)，所述霍爾元件3輸出高電平，當(dāng)在距離所述霍爾元件3的一定范圍內(nèi)未有輪齒2經(jīng)過(guò)時(shí)，所述霍爾元件3輸出低電平;進(jìn)一步地，所述處理器對(duì)所述霍爾元件3輸出的各高電平信號(hào)的持續(xù)時(shí)間與第一預(yù)設(shè)持續(xù)時(shí)間進(jìn)行比較，當(dāng)任一高電平信號(hào)的持續(xù)時(shí)間小于第一預(yù)設(shè)持續(xù)時(shí)間時(shí)，所述處理器輸出設(shè)備停止運(yùn)行信號(hào)，該設(shè)備為包括所述齒輪I的設(shè)備;進(jìn)一步地，所述處理器對(duì)所述霍爾元件3輸出的各低電平信號(hào)的持續(xù)時(shí)間與第二預(yù)設(shè)持續(xù)時(shí)間進(jìn)行比較，當(dāng)任一低電平信號(hào)的持續(xù)時(shí)間高于第二預(yù)設(shè)持續(xù)時(shí)間時(shí)，所述處理器輸出輪齒2折斷報(bào)警信號(hào)；另外，所述裝置還包括與所述處理器相連接的顯示器，該顯示器用于對(duì)處理器獲知的各輪齒2的厚度狀態(tài)、以及對(duì)處理器輸出的輪齒2折斷報(bào)警信號(hào)進(jìn)行顯示;所述磁性部件4為磁鋼;所述霍爾元件3為霍爾傳感器;所述處理器為單片機(jī);所述磁性部件4為磁鋼;所述霍爾元件3為霍爾傳感器;所述處理器為單片機(jī);所述裝置還包括用于給霍爾元件3供電的電源Vcc，用于給所述處理器供電的穩(wěn)壓電路，以及用于給所述顯示器供電的顯示電源。
[0034]如圖3所示的一種智能型齒輪失效檢測(cè)方法，包括如下步驟:
[0035]步驟1:配置磁性部件4在齒輪I的輪齒2外側(cè)或輪齒2內(nèi)側(cè)，配置霍爾元件3在齒輪I的輪齒2與所述磁性部件4之間;所述霍爾元件3連接有處理器；
[0036]步驟2:當(dāng)所述齒輪I轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，該齒輪I具有的輪齒2逐一經(jīng)過(guò)所述霍爾元件3，所述霍爾元件3感應(yīng)到所述輪齒2經(jīng)過(guò)所帶來(lái)的磁場(chǎng)變化并輸出電信號(hào)給所述處理器；
[0037]步驟3:所述處理器根據(jù)接收到的電信號(hào)的高低電平變化獲取每一輪齒2經(jīng)過(guò)所述霍爾元件3的時(shí)間，進(jìn)而獲知所述輪齒2的厚度狀態(tài)；
[0038]進(jìn)一步地，當(dāng)在距離所述霍爾元件3的一定范圍內(nèi)有輪齒2經(jīng)過(guò)時(shí)，所述霍爾元件3輸出高電平，當(dāng)在距離所述霍爾元件3的一定范圍內(nèi)未有輪齒2經(jīng)過(guò)時(shí)，所述霍爾元件3輸出低電平;另外，在步驟3之后還包括如下步驟:所述處理器對(duì)所述霍爾元件3輸出的各高電平信號(hào)的持續(xù)時(shí)間與第一預(yù)設(shè)持續(xù)時(shí)間進(jìn)行比較，當(dāng)任一高電平信號(hào)的持續(xù)時(shí)間小于第一預(yù)設(shè)持續(xù)時(shí)間時(shí)，所述處理器輸出設(shè)備停止運(yùn)行信號(hào)，該設(shè)備為包括所述齒輪I的設(shè)備；另外，在步驟3之后還包括如下步驟:所述處理器對(duì)所述霍爾元件3輸出的各低電平信號(hào)的持續(xù)時(shí)間與第二預(yù)設(shè)持續(xù)時(shí)間進(jìn)行比較，當(dāng)任一低電平信號(hào)的持續(xù)時(shí)間高于第二預(yù)設(shè)持續(xù)時(shí)間時(shí)，所述處理器輸出輪齒2折斷報(bào)警信號(hào);進(jìn)一步地，所述磁性部