一种减速机工作温度自动化检测装置及方法与流程

本发明涉及一种减速机工作温度检测装置，尤其是涉及一种减速机在工作状态下对内部轴温与油温自动化测量的方法及装置。

背景技术：

随着我国制造业的飞速发展，越来越多的行业展示出对减速机更加旺盛的需求，在工业制造过程中，对减速机运转中各项指标提出了更加严苛的要求，为了保证减速机安全可靠的运行，同时延长减速机的使用寿命，需要掌握减速机运转过程中旋转轴以及内部润滑油的温度实时变化情况。

目前，对于减速机轴温与油温的测量主要是通过直接接触式测量，这样需要对减速机外壳进行打孔，对整个减速机结构有一定的影响，并且通用性不佳；对于油温测量，需要将温度传感器直接与减速机内部液态润滑油接触，长时间工作的情况下，对温度传感器的性能有一定影响，并且当需更换温度传感器时，更换的流程较为繁琐，在更换过程中也极易产生安全性方面的问题；对于减速机旋转轴温度的测量，大部分检测装置使用为热成像点式传感器，只能固定检测某一点在工作状态下的温度，因而无法准确测量出减速机旋转轴一端端面的温度值，对测量的准确性有所影响。

综上所述，针对现有设备对减速机旋转轴轴温以及内部油温测量在通用性和准确性方面的缺点，本发明目的在于提供一种通过传感器测量表面温度，壁厚以及环境温度的方法间接测量减速机旋转轴以及内部油温。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

减速机工作温度自动化检测装置，其特征在于：包括减速机模块、上位机模块、驱动模块、传送模块、传感器模块以及试验台。上位机模块分别与传送模块、传感器模块连接，传送模块架设在驱动模块上，传感器模块中的热成像传感器和测微测厚传感器分别与传送模块中的线性滑台托板上的可伸缩导轨相固定，上位机模块、传送模块、驱动模块、传感器模块均被放置在试验台上；

所述的上位机模块由工控机和显示器做成，工控机用于对传送模块、驱动模块和传感器模块精确控制，以及对测量数据进行处理，显示器用于对测量结果显示以及数据记录处理。

所述的驱动模块由传送带、旋转滚轮以及慢速步进电机组成。慢速步进电机与旋转滚轮相连，通过慢速步进电机的转动带动旋转滚轮的旋转，传送带与旋转滚轮相连，进而传送带伴随着旋转滚轮的旋转进行移动，达到对传送带进行驱动的目的。

所述传送模块由弧形滑轨、移动平台以及线性滑台组成。上述驱动模块中的传送带围绕在弧形滑轨周围，移动平台装有四个带有减震橡胶圈的滚轮嵌在弧形滑轨槽内，整个移动平台可沿弧形滑轨进行移动；移动平台与上述驱动模块中的传送带相连，线性滑台竖直固定在移动平台上面，使得线性滑台可以与移动平台共同运动；线性滑台上有可升降的托板，托板上装有两个微型步进电机和可伸缩轨道。

所述传感器模块主要是热成像传感器、测微测厚传感器和温度传感器，将热成像传感器、测微测厚传感器固定在上述传送模块中线性滑台托板上的可伸缩轨道上，温度传感器固定在上述传送模块中线性滑台的托板，使得热成像传感器、测微测厚传感器和温度传感器均可以与线性滑台的托板共同移动。

所述减速机模块主要由涡轮涡杆减速机组成，主要作用是提供被测对象。

作为优选，所述的传送模块所需动力由上述驱动模块中传送带提供，移动平台与传送带相连，在传送带运动过程中移动平台也随之运动。移动平台由平板和四个套有减震橡胶圈的滚轮组成，减震橡胶圈在移动平台运动过程中起到减震作用，可以有效减少滚轮在弧形滑轨槽内转动过程中产生振动带来的影响。由于滚轮是嵌在弧形滑轨槽内，因而整个移动平台可以沿着弧形滑轨进行移动，这样就解决了移动平台在弧形滑轨所在平面上的运动问题；将线性滑台固定在移动平台上，在移动平台运动的过程中，线性滑台也可以在水平面方向上进行移动，同时线性滑台上的电机也可以在竖直方向上提供动力，使得线性滑台上的托板可以在水平方向以及竖直方向上进行移动。

作为优选，驱动模块由传送带，旋转滚轮以及慢速步进电机组成；慢速步进电机与上述上位机模块相连接，控制慢速步进电机的转速以及旋转方向；旋转滚轮与慢速步进电机的滚轴相固定，因而旋转滚轮与慢速步进电机有相同的旋转方向；传送带与旋转滚轮接触，旋转滚轮转动带动传送带共同运动，使得传送带可以围绕上述传送模块中的弧形滑轨进行转动。

作为优选，传感器模块由测微测厚传感器、热红外传感器和温度传感器组成；测微测厚传感器用于测量被测物的壁厚，热红外传感器用于测量被测物的表面温度，温度传感器用于测量对环境温度的测量；将测微测厚传感器和热红外传感器分别固定在上述传送模块中线性滑台的托板上，与可伸缩轨道相固定，通过微型步进电机的旋转，可以调整传感器与被测物的距离。

减速机工作温度自动化检测装置，包括如下具体内容：

首先将传感器模块、慢速步进电机、微型步进电机、线性滑台各线缆进行连通，上位机连接电源，保证电源线接地，保证整个测试装置可以正常运行；启动整个装置之后，上位机模块进行初始化，慢速步进电机开始转动，带动传送带进行运动，进而传送带带动移动平台移动；同时线性滑台电机也进行初始化运行，使线性滑台上的托板在竖直方向上开始运动。

开始正式测量之后，移动平台在传送带的带动下在弧形滑轨上做往复运动,当移动平台在传送带的带动下运动到弧形滑轨的弯曲处时,安装在移动平台底部的旋转轴承通过转动使四个带有减震橡胶的滚轮开始转向,使移动平台顺利通过弯曲处,同时传感器模块通过固定在线性滑台上的托板在竖直方向上做往复运动，对减速机的两个侧面进行扫描工作；固定在线性平台上的可伸缩导轨可以通过伸缩不断调整热成像传感器和测微测厚传感器与被测物之间的距离，温度传感器可以直接测出环境温度。

当扫描工作完成之后，扫描图像呈现在工控机模块中的显示器屏幕上，通过相应算法计算，标记出减速机旋转轴以及内部润滑油的温度。

与现有技术装置相比，本发明具有如下有益效果：

1.本发明装置能够通过程序控制传感器模块在竖直方向以及水平方向的运行，相较传统红外点式测量装置测量范围更大，自动化程度更高。

2.本发明装置通过运行扫描减速机两个表面温度以及减速机外壁的厚度，通过高精度热成像传感器以及测温测厚传感器对减速机表面温度以及外壁厚度进行扫描，将扫描完成的图像上传并通过算法拼接生成表面温度图，可以显示较大范围表面温度，进而计算出减速机内部温度，测量精度高。

3.本发明装置在线性滑台的托板上装有两个可伸缩轨道，各自均有微型步进电机控制，可以通过工控机动态调整传感器与减速机的距离，实现更大范围的测量。

图1为本发明装置中的减速机工作温度自动化检测装置整体的结构图。

图2为本发明装置中的驱动模块装置结构图。

图3为本发明装置中的传送模块装置图。

图中：1、涡轮涡杆减速机；2、线性滑台；3、传感器模块；4、显示器；5、工控机；6、驱动模块；7、移动平台；6-1、弧形滑轨；6-2、慢速步进电机；6-3、旋转滚轮；6-4、传送带；3-1、测微测厚传感器；3-2、可伸缩轨道；3-3、微型步进电机；3-4、滚轮；3-5、旋转轴承；3-6、温度传感器；3-7、热红外传感器；

具体实施方式

以下结合附图对本发明装置作进一步说明。

减速机工作温度自动化检测装置如图1所示，包括减速机模块、上位机模块、驱动模块、传送模块、传感器模块以及试验台，上位机模块分别于传送模块、驱动模块、传感器模块连接，传送模块架设在驱动模块上，传感器模块与传送模块中的线性滑台相固定，上位机模块、传送模块、驱动模块、传感器模块均被放置在试验台上。

上位机模块由显示器4和工控机5组成，工控机5用于对传送模块和线性滑台模块的运动进行精确控制，以及传感器模块的温度检测数据进行处理，显示器4用于对工控机经过处理后的结果显示以及数据记录处理。

驱动模块由传送带6-4、旋转滚轮6-3以及慢速步进电机6-2组成，慢速步进电机6-2与旋转滚轮6-3相连，通过慢速步进电机6-2的旋转带动旋转滚轮6-3的旋转，传送带6-4与旋转滚轮6-3相连，进而传送带6-4伴随着旋转滚轮6-3的旋转进行移动，达到对传送带6-4进行驱动的目的。

传送模块由弧形滑轨6-1、移动平台7以及线性滑台2组成，上述驱动模块中的传送带6-4围绕在弧形滑轨6-1周围，移动平台装有四个带有减震橡胶圈的滚轮3-4嵌在弧形滑轨6-1槽内，整个移动平台7可沿弧形滑轨6-1进行移动，当运动到弧形滑轨6-1的转弯处时，移动平台7装有的旋转轴承3-5通过转动，帮助滚轮3-4通过转弯处；移动平台7与上述驱动模块中的传送带6-4相固定，线性滑台2竖直固定在移动平台7上面，使得线性滑台2可以与移动平台7共同运动。

所述传感器模块主要由热成像传感器3-7、测微测厚传感器3-1、温度传感器3-6组成，将热成像传感器3-7与测微测厚传感器3-1固定在上述传送模块中线性滑台2的可伸缩轨道3-2上，使得热成像传感器3-7与测微测厚传感器3-1可以与线性滑台2的托板共同移动；

减速机模块由涡轮涡杆减速机1组成，主要提供被测对象。

本实施例中，减速机工作温度检测装置中的传送模块所需动力由驱动模块中传送带6-4提供，移动平台7与传送带6-4相连，在传送带6-4运动过程中移动平台7也随之运动。移动平台7由平板和四个装有减震橡胶圈的滚轮3-4组成，减震橡胶圈在移动平台7运动过程中起到减震作用，由于滚轮3-4是嵌在弧形滑轨6-1的沟槽内，因而整个移动平台7可以沿着弧形滑轨6-1进行移动，将线性滑台2固定在移动平台7上，在移动平台7的运动过程中，线性滑台2也可以在水平面方向上进行移动，同时线性滑台2也可以在竖直方向上提供动力，使得线性滑台2上的托板可以在水平方向以及竖直方向上进行移动。

本实施例中，减速机工作温度检测装置中的驱动模块由传送带6-4，旋转滚轮6-3以及慢速步进电机6-2组成；慢速步进电机6-2与上位机模块相连接，控制慢速步进电机6-2的转速以及旋转方向，旋转滚轮6-3与慢速步进电机6-2的滚轴相固定，因而旋转滚轮6-3与慢速步进电机6-2有相同的旋转方向；传送带6-4与旋转滚轮6-3接触，旋转滚轮6-3转动带动传送带6-4共同运动，使得传送带6-4可以围绕上述传送模块中的弧形滑轨6-1进行转动。

本实施例中，因为减速机主动轴与被动轴的末端部分有金属保护壳覆盖，主动轴和被动轴与金属保护壳密切接触，在减速机运转过程中，主动轴与被动轴通过转动产生的温度通过传导使得金属保护壳温度升高，最终金属保护壳的温度与主动轴和被动轴的温度不再存在温度差，所以可视为金属保护壳的温度即为主动轴与被动轴的运转温度。热成像传感器通过测量金属保护壳的温度，间接测量主动轴与被动轴的运转温度。由此可以测得减速机旋转轴温度。

本实施例中，通过测量减速机外壁温度与内部油温之间的函数拟合参数情况来实现测量目的，为此需要探究在不同环境温度和不同壁厚的条件下，外壁温度与内部油温的关系。

通过探究壁厚对外壁温度与内部油温的关系以及环境变化对外壁温度与内部油温关系的影响，将测得实验数据进行整理并借助软件拟合内部油温与通过热成像传感器测量的温度之间的函数关系，最终得到函数为

其中式中y为内部油温，单位为：k；x1为外界环境温度，单位为：k；x2为外壁温度，单位为：k；q1、q2、q3、q4、q5、q6均为系数，在不同的壁厚条件下，通过改变不同系数的值，并将测得的表面温度通过带入上述关系式进行计算，进而得到内部温度，以此计算出减速机内部油温的具体数值。

至此，通过对减速机工作温度检测装置结构的介绍和测量方法的展示，完成对热成像传感器测量减速机轴油温装置的说明，实现了通过非接触方法测量对减速机旋转轴轴温和油温的测量。

以上所述，仅是本发明的较佳实施案例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。