专利名称：一种传动轴的智能监测方法
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。
图1是本发明的原理示意图。
图2是本发明的监测流程图。
具体实施例方式
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。
—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 一设备自动停车，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. —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。
权利要求
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。
全文摘要
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。
文档编号G01L3/00GK101750211SQ20101010979
公开日2010年6月23日 申请日期2010年1月25日 优先权日2010年1月25日
发明者刘静萍, 徐庆莘, 林明星 申请人:徐庆莘