利用弹簧马达组件的巡检方法与流程

(本申请为申请号：201910692696.1的分案申请)

本发明属于工程机械技术领域，具体涉及一种具有巡检功能的弹簧马达，及采用具有巡检功能的弹簧马达进行巡检的方法，适用于需要巡检且对巡检状态进行有效、自动监测的发动机应用环境。

背景技术：

当今，内燃机市场被大量应用在各个工程机械领域，如应急发电、矿产开采、石油钻井平台等，几乎全部都需要对发动机性能及其发动机后端与负载相连的零部件的情况进行定期巡检，以判定有效性。巡检通常包括两部分的工作：(1)通过电马达盘车以判定发动机选择部分的有效性，但电马达盘车完全凭经验进行，实际盘车工序(如盘车圈数)是否完成无法确认；(2)将发动机及其发动机后端与负载相连的零部件定期拆检，但如石油钻井等井下作业的平台，通常要将井下执行系统吊放到地面进行检测，这种方式耗时高，耗费人力较多。

另外，巡检结果通常由操作人员填写到记录台账，监管者不能及时确认巡检状态及真实性，甚至出现过没有实际进行巡检等虚假台账的情况。

技术实现要素：

本发明在不改变现有弹簧马达主体结构，因此不需要重新设计弹簧马达的前提下，利用已技术成熟的弹簧马达的盘车功能进行巡检作业，减少人力工作强度，缩小巡检时间，确保巡检记录的真实有效性。

为此，本发明所采用的技术方案为：一种具有巡检功能的弹簧马达，包括弹簧马达，所述弹簧马达包括盘动轴、盘动齿轮、驱动齿轮、弹簧、主轴、释放机构、飞轮驱动齿轮、螺套、前盖、后盖、棘轮、棘块，还包括用于弹簧马达的盘车圈数采集机构和用于弹簧马达的盘车力矩采集机构。

作为上述方案的优选，所述盘车圈数采集机构包括接近开关和计数器，所述接近开关安装在前盖上用于采集盘动齿轮或驱动齿轮的旋转信息，或接近开关安装在后盖上用于采集棘轮的旋转信息，接近开关与计数器通过信号线相连，从而得到弹簧马达的盘车圈数；所述盘车力矩采集机构采用力矩传感器或力矩扳手，力矩传感器或力矩扳手安装在盘动轴上，用于采集盘动轴的力矩值。

同时，本发明还提供了利用上述具有巡检功能的弹簧马达进行巡检的方法，包括以下步骤：

第一步，通过释放机构将棘块放下，使棘块与棘轮接触，旋转盘动轴通过盘动齿轮带动驱动齿轮和主轴一起旋转，在主轴旋转运动的同时，由于棘轮受棘块锁紧无法转动，棘轮推动飞轮驱动齿轮向左直线运动直至与发动机的飞轮齿圈啮合；

第二步，通过释放机构将棘块抬起，与棘轮脱开，解除对棘轮的锁紧；

第三步，继续旋转盘动轴，通过飞轮驱动齿轮驱动发动机的飞轮齿圈旋转；

在第一步至第三步中，盘车圈数采集机构实时采集和传输弹簧马达的盘车圈数，并对盘车圈数进行监测、记录，通过与预设的盘车圈数比对，从而判断巡检中的盘车工序是否完成；同时，盘车力矩采集机构实时采集和传输盘动轴的力矩值，并对力矩值进行监测、记录，通过与预设的力矩范围值进行比对，从而判断巡检中发动机及其发动机后端与负载相连的零部件是否异常。

作为上述方案的优选，所述发动机及其发动机后端与负载相连的零部件异常情况，包括损坏、脱落、卡滞、松动。

本发明的有益效果：

(1)利用现有弹簧马达的盘车功能进行设备巡检工作，可以充分发挥弹簧马达的盘车功能；

(2)以现有弹簧马达作为载体，并找到准确有效的信号采集点进行数据的实时采集及传输，对盘车圈数及盘车力矩进行监测、记录，从而判断巡检中的盘车工序是否完成；对盘车力矩的变化进行监测、记录，可以判定巡检中发动机及其发动机后端与负载相连的零部件是否异常，减少了每次巡检需要对零件系统进行拆检，提高了巡检效率；

(3)对巡检过程中采集到的数据进行监测、记录，保证了巡检数据的及时性、真实性。

附图说明

图1为弹簧马达巡检时与发动机的安装示意图。

图2为图1中棘轮、棘块、释放机构的侧视图。

图3为具有巡检功能的弹簧马达。

具体实施方式

下面通过实施例并结合附图，对本发明作进一步说明：

结合图1、图2所示的弹簧马达a，为现有的技术成熟的弹簧马达，主要由盘动轴1、盘动齿轮2、驱动齿轮3、弹簧4、主轴5、释放机构6、飞轮驱动齿轮7、螺套8、前盖9、后盖10、棘轮11、棘块12等组成。螺套8与主轴5构成丝杆螺母副。驱动齿轮3的左段上设置有叉槽3a，螺套8外设置有环向轴肩8a，环向轴肩8a穿过叉槽3a与螺套8相连，弹簧4的左端抵在环向轴肩8a上。驱动齿轮3转动时，螺套8在叉槽3a作用下随驱动齿轮3一起转动，同时螺套8还能在主轴5无法转动时沿叉槽3a向右移动从而压缩弹簧4实现储能。飞轮驱动齿轮7与棘轮11固定在一起后，再与主轴5构成丝杆螺母副。

现有的弹簧马达通过盘动盘动轴1，来实现起动发动机的目的，因此也称为机械起动机。其用于起动发动机时的步骤如下：

第一步，通过释放机构6将棘块12放下，使棘块12与棘轮11接触，旋转盘动轴1通过盘动齿轮2带动驱动齿轮3、螺套8和主轴5一起旋转，在主轴5旋转运动的同时，由于棘轮11受棘块12锁紧无法转动，棘轮11推动飞轮驱动齿轮7向左直线运动直至与发动机的飞轮齿圈14啮合；

第二步，继续旋转盘动轴1，此时主轴5已无法转动，驱动齿轮3带动螺套8转动地同时，螺套8向右直线运动并压缩弹簧4实现储能；

第三步，通过释放机构6将棘块12抬起，与棘轮11脱开，解除对棘轮11的锁紧，在弹簧4回复力的作用下，主轴5瞬间实现高速转动，并通过飞轮驱动齿轮7驱动发动机的飞轮齿圈14高速旋转，实现发动机的起动。

以上所述均为现有技术，在此不再赘述。

结合图1—图3所示，本发明中的具有巡检功能的弹簧马达，在现有弹簧马达的基础上，增加了用于弹簧马达a的盘车圈数采集机构和用于弹簧马达a的盘车力矩采集机构。

具体为：盘车圈数采集机构主要包括接近开关15、计数器16和信号线13。接近开关15安装在前盖9上用于采集盘动齿轮2的旋转信息，或接近开关15安装在前盖9上用于采集驱动齿轮3的旋转信息，或接近开关15安装在后盖10上用于采集棘轮11的旋转信息共三种设置方式，但不限于此，只要能采集到弹簧马达a的盘车圈数的位置均可。接近开关15与计数器16通过信号线13相连，从而得到弹簧马达a的盘车圈数。

盘车力矩采集机构最好采用力矩传感器或力矩扳手，力矩传感器或力矩扳手安装在盘动轴1上，用于采集盘动轴1的力矩值。

利用具有巡检功能的弹簧马达进行巡检的方法，包括以下步骤：

第一步，通过释放机构6将棘块12放下，使棘块12与棘轮11接触，旋转盘动轴1通过盘动齿轮2带动驱动齿轮3和主轴5一起旋转，在主轴5旋转运动的同时，由于棘轮11受棘块12锁紧无法转动，棘轮11推动飞轮驱动齿轮7向左直线运动直至与发动机的飞轮齿圈14啮合。与步骤与弹簧马达用于起动发动机时的第一步完全相同。

第二步，通过释放机构6将棘块12抬起，与棘轮11脱开，解除对棘轮11的锁紧；提前对棘轮11解锁，后续旋转盘动轴1的过程中，弹簧4不再进行储能。

第三步，继续旋转盘动轴1，通过飞轮驱动齿轮7驱动发动机的飞轮齿圈14旋转。由于棘轮11提前解锁，因此在继续旋转盘动轴1的过程中，发动机的飞轮齿圈14能随主轴5一起旋转。

在第一步至第三步中，盘车圈数采集机构实时采集和传输弹簧马达a的盘车圈数，并对盘车圈数进行监测、记录，通过与预设的盘车圈数比对，从而判断巡检中的盘车工序是否完成。

同时，盘车力矩采集机构实时采集和传输盘动轴1的力矩值，并对力矩值进行监测、记录，通过与预设的力矩范围值进行比对，从而判断巡检中发动机及其发动机后端与负载相连的零部件是否异常。由于发动机盘动阻力波动范围较小，同时发动机后端与负载相连的零部件在空载时的阻力波动范围也较小，因此，当使用弹簧马达进行盘车时，旋转盘动轴1的扭矩n波动范围较小。当扭矩n的波动范围超过正常值时，可以判定发动机或者发动机后端与负载相连的零部件出现异常情况。

其中，发动机及其发动机后端与负载相连的零部件异常情况，包括损坏、脱落、卡滞、松动等。