[实用新型]一种智能传动轴

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种能够自动检测自身扭矩和转速的传动轴，属于传动轴技术领域。

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

本实用新型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和转速的智能传动轴。

本实用新型的智能传动轴采用以下技术方案：

该智能传动轴，包括传动轴，是在传动轴上镶嵌应变片传感器、光电速度传感器、数据采集装置和无线发射装置，应变片传感器、光电速度传感器、数据采集装置和无线发射装置与传动轴形成一体，应变片传感器和光电速度传感器均与数据采集装置连接，数据采集装置与无线发射装置连接。应变片和光电速度传感器测得的参数变化信号经过数据采集和处理，通过无线发射装置发射出去。

当智能传动轴工作时，应变片传感器和光电速度传感器检测传动轴的运行数据(力矩和转速)，通过数据采集装置处理后，通过无线发射装置不断发送出去，由安装在轴套或不与传动轴直接相连部位的接收装置接收。接收装置不随传动轴转动，可以接收无线发射装置的数据，并进行数据处理。

设备正常运转时，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，通过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，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。

本实用新型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。

附图说明

图1是本实用新型智能传动轴的结构原理示意图。

图2是本实用新型智能传动轴的监测系统原理示意图。

其中：1.检测传感器，2.数据采集装置，3.无线发射装置。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型的智能传动轴就是将检测传感器1(包括应变片传感器和光电速度传感器)、数据采集装置2和无线发射装置3，采用微加工工艺镶嵌在现有通用传动轴上，与传动轴集成为一体。应变片传感器和光电速度传感器均与数据采集装置2连接，数据采集装置2与无线发射装置3连接。可以在传动轴工作状态下智能化检测传动轴的扭矩和速度，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。当智能轴工作时，应变片传感器和光电速度传感器检测传动轴的运行数据调理后，由数据采集装置2处理，并通过无线发射装置3不断发送出去。无线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3的数据，并进行数据处理。

一般将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的力矩和速度，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。监控测系统可以将一定区域内的设备组合一个监测网络，实现网络化检测。监测系统的流程如图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。

本实用新型的智能传动轴具有以下特点：

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；

3.一个接收装置可以接收多个设备的发射信号；