[发明专利]一种链轮磨损在线监测系统及谷物联合收割机链传动系统

权利要求书

1.一种链轮磨损在线监测系统，其特征在于，包括传感器组件、分析处理模块(5)和状态监测装置(6)；

所述传感器组件包括激光位移传感器(2)和电涡流位移传感器(3)；所述激光位移传感器(2)用于测量链轮转动过程中轮齿各部位的位移；所述电涡流位移传感器(3)用于测量链轮安装轴的振幅；

所述传感器组件通过信号采集单元(4)输入分析处理模块(5)；所述分析处理模块(5)包括圆度计算模块(501)和齿面磨损分析模块(502)；所述圆度计算模块(501)根据链轮转动过程中轮齿各部位的位移和链轮安装轴的振幅，判断链轮轮廓是否磨损；所述齿面磨损分析模块(502)根据链轮转动过程中轮齿各部位的位移，判断链轮轮齿是否磨损；所述状态监测装置(6)用于反馈所述分析处理模块(5)分析结果。

2.根据权利要求1所述的链轮磨损在线监测系统，其特征在于，所述圆度计算模块(501)根据链轮转动过程中轮齿各部位的位移和链轮安装轴的振幅，判断链轮轮廓是否磨损，具体为：

通过链轮转动过程中轮齿各部位的位移和链轮安装轴的振幅分别计算R_i,j和r_i,j，其中，R_i,j为第i个链轮中第j个轮齿的齿顶圆半径计算值，r_i，j为第i个链轮中第j个轮齿的齿根圆半径计算值；

当R_imax-R_imin≤K，且r_imax-r_imin≤K时，则第i个链轮的轮廓满足误差范围；否则，第i个链轮的轮廓磨损；

其中：K为不同直径的链轮在正常状态下的圆度值；R_imax为R_i,j中的最大值；R_imix为R_i,j中的最小值；r_imax为r_i,j中的最大值；r_imix为r_i,j中的最小值。

3.根据权利要求2所述的链轮磨损在线监测系统，其特征在于，通过链轮转动过程中轮齿各部位的位移和链轮安装轴的振幅分别计算R_i,j和r_i,j，具体为：

第i个链轮中第j个轮齿的齿顶圆半径计算值R_i,j用下面表达式计算：

R^*＝D-F₂+F₃

第i个链轮中第j个轮齿的齿根圆半径计算值r_i,j用下面表达式计算；

r^*＝D-F₁+F₃

其中：

D为轴心与所述激光位移传感器(2)之间的距离；

F₁为所述激光位移传感器(2)在一个轮齿内所测得的位移最大值；

F₂为所述激光位移传感器(2)在一个轮齿内所测得的位移最小值；

F₃为所述电涡流位移传感器(3)测得的链轮安装轴的振幅。

4.根据权利要求3所述的链轮磨损在线监测系统，其特征在于，通过键相信号使激光位移传感器(2)与电涡流位移传感器(3)的信号同步，具体为：所述激光位移传感器(2)扫过每个轮齿所需时间为T/N_i，T为链轮旋转一圈需要时间，N_i为第i个链轮上轮齿的数量；根据激光位移传感器(2)的采样频率可计算处扫过每一个轮齿所需的时间和在T时间的采样点数，所述激光位移传感器(2)在一个轮齿内所测得的位移最大值为F₁，所述激光位移传感器(2)在一个轮齿内所测得的位移最小值为F₂；通过计数器获得F₁和F₂分别对应点的计数值，通过获得的计数值对电涡流位移传感器(3)的信号进行数值提取，可得到相应位置链轮安装轴的振幅F₃。