CN111257319B - 流体脂磨粒自动检测装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了流体脂磨粒自动检测装置，属于设备检测技术领域。包括上位机、通讯单元和监测单元，所述监测单元包括取样模块、稀释模块、吸附模块，所述取样模块对开式齿轮上的润滑脂进行取样，并将样品移到稀释模块中进行稀释，过滤模块通过滤板将稀释模块稀释后的溶液输送到吸附模块，吸附模块对溶液进行磁吸附获取磨粒图形，并将磨粒图形通过通讯单元发送到上位机中，上位机根据磨粒图形分析并得到分析结果。本发明可以对水泥回转窑开式齿轮润滑情况检测，实现采样、样品处理、在线检测，能够直观、及时地了解润滑状态。

Description

流体脂磨粒自动检测装置
技术领域
本发明涉及设备检测技术领域，特别是流体脂磨粒自动检测装置。
背景技术
润滑脂作为摩擦润滑***的必备工作介质之一，对运动部件起到润滑、减磨、防腐作用。但也润滑脂自身的氧化衰变也是摩擦润滑***的故障原因之一，通常的润滑脂是通过取样分析进行检测，开放式齿轮由于器工作状态和方式不同于封闭式齿轮无法很好实现在线检测，一般的是现场取样，并在实验室完成分析，从而知道其性能状态。但在更多的开放式齿轮并不进行润滑脂取样分析，而是通过定期更换润滑脂或者定期检查实现日常维护，这样造成发现问题往往时间十分延后，再者开放式齿轮润滑中外部带来的污染占比极大，这造成一旦外部环境变化，润滑脂氧化衰变情况会变化加速，严重时会造成设备停机或损坏；最后开放式齿轮自动取样难度大，无法准确有效进行取样。
特别是现有水泥生产领域所使用的开式齿轮均面临较复杂工况，对开式齿轮润滑，一般是采用定期更换流体脂，间隔时间也是按照生产经验获得，但对于开式齿轮的润滑情况，特别是流体脂是否失效是否进行更换并不能及时监控，在外部污染较严重时，一般设备发生较大异响等情况时，维护人员才发现润滑失效，需要更换润滑；但往往这时候开式齿轮已经受到破坏或者严重损毁，更严重时需要设备停机更换开式齿轮；这样不仅造成设备使用寿命降低、维护成本增加及影响生产正常运行。
专利CN201210177853.3一种回转支承在线磨损量检测及润滑脂自动加注方法，利用润滑脂绝缘性能的变化判断润滑脂中金属微粒含量的变化，判断回转支承滚道磨损状况，从而间接判断滚道损伤的发生与发展，并用于回转支承润滑条件优化，根据磨损状况，确定润滑脂的加注量和加注频率，实现自适应工况的因需润滑。但该方案使对封闭齿轮进行采样检测，如何对开式齿轮进行采样及完成检测目前还未有相关较好案例实施。
发明内容
本发明的发明目的是，针对上述问题，提供流体脂磨粒自动检测装置，可以对水泥回转窑开式齿轮润滑情况检测，实现采样、样品处理、在线检测，能够直观、及时地了解润滑状态。
为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：
流体脂磨粒自动检测装置，包括上位机、通讯单元和监测单元，所述监测单元包括取样模块、稀释模块和吸附模块，所述取样模块对开式齿轮上的润滑脂进行取样，并将样品移到稀释模块中进行稀释，过滤模块通过滤板将稀释模块稀释后的溶液输送到吸附模块，吸附模块对溶液进行磁吸附获取磨粒图形，并将磨粒图形通过通讯单元发送到上位机中，上位机根据磨粒图形分析并得到分析结果。
本方案重点在于提供了自动化采样检测的结构，具体通过监测单元中取样模块、稀释模块、过滤模块、吸附模块等依次实现对开式齿轮中润滑脂的取样、稀释、过滤、励磁吸附成像，且监测单元发送结果到上位机，上位机可以对过对比得到分析结果；相比现有技术，检测过程自动化，检测数据实时化，检测做到全天候。
优选的，所述监测单元还包括箱体，所述箱体通过减震垫安装在开式齿轮一侧地面上，所述箱体包括设置在侧面的箱盖，所述取样模块设置在箱体上端，所述稀释模块设置在箱体内并位于取样模块下方，吸附模块设置在箱体内相对稀释模块的一侧。
优选的，所述取样模块安装在箱体上端，包括取样刮板、滑动块、光杆、丝杆、导向架和驱动电机；所述导向架一端安装在箱体上端面，另一端水平外延并位于开式齿轮上方，所述导向架两端设置有基座，所述光杆、丝杆均平行设置在基座之间；所述丝杆与基座旋转连接且丝杆位于箱体内一端连接驱动电机，所述驱动电机安装在基座上；所述滑动块上端分别与光杆、丝杆套连并能够由丝杆带动沿光杆往复移动；所述取样刮板设置在滑动块下端，所述取样刮板相对开式齿轮旋转面垂直设置。
优选的，所述稀释模块，包括升降架、稀释箱、稀释液箱、振动器和水泵，所述升降架固定在箱体内；所述稀释箱位于导向架正下方并安装在升降架上，稀释箱能够由升降架带动竖直上下移动；所述稀释箱上端为开口结构且能够对应收纳取样刮板，稀释箱底部呈漏斗形并在漏斗下方设有带阀门的出液口；所述振动器安装在稀释箱外侧壁上；所述稀释液箱通过水泵连通稀释箱上部。
优选的，所述吸附模块包括磁吸线圈、吸附件、透光片、反射光源、调焦结构和成像部件，所述透光片上下设置构成稀释箱中稀释液流通的流通通道；流通通道一端连接稀释箱出液口，另一端连接位于箱体替补的废液回收箱；所述吸附件一端贴合在透光片外侧，另一端缠绕磁吸线圈；所述反射光源设置在透光片上与吸附件正相对的一侧，调焦结构和成像部件一侧设置在反射光源下方。
优选的，所述稀释液箱设置在箱体底部并与废液回收箱并列设置。
优选的，所述废液回收箱和稀释罐内涂设有聚四氟乙烯涂层。这样可以过滤过程杂物沾在内壁，不利于稀释及清洗维护。
优选的，还包括电磁换向阀，所述电磁换向阀的第一进口连通稀释箱出液口，所述电磁换向阀的第二进口连通水泵，所述电磁换向阀的出口连通所述流通通道。
优选的，所述取样刮板为硅胶材料，所述取样刮板端部均布有若干盲孔。这样取样刮板为柔性特征，在接触旋转中的齿轮时可以较好与其接触并避免齿轮拉扯及碰撞，取样刮板盲孔可以更好收集取样过程刮下的润滑脂。
优选的，所述导向架安装在箱体顶板的下端面，且导向架外延的一端设有遮雨罩。
由于采用上述技术方案，本发明具有以下有益效果：
本发明通过对开放式齿轮依次取样、稀释、吸附、分析步骤后得到润滑油脂状态的分析结构，便于维护人员，及时了解开放式齿轮的润滑情况，从而了解设备整体运行状况。
本发明采用了接触齿轮对开放式齿轮进行润滑脂取样，其取样结构更加能够反映齿轮实际遇到的润滑情况，能够准确反映开放式齿轮真实运行情况，从而为维护人员对设备维护监控提供了强有力的支持。
附图说明
图1是本发明模块功能流程示意图。
图2是本发明箱体剖视图。
图3是本发明图2左视图。
图4是本发明稀释罐结构示意图。
图5是本发明吸附模块结构示意图。
附图中，10-取样模块、11-取样刮板、12-滑动块、13-光杆、14-丝杆、15-导向架、16-驱动电机、20-稀释模块、21-稀释箱、22-升降架、23-稀释液箱、24-水泵、25-废液回收箱、30-吸附模块、31-磁吸线圈、32-吸附件、33-透光片、34-流通通道、35-成像部件、36-调焦结构、37-反射光源、40-通讯单元、50-上位机、60-箱体、61-减震垫、62-废液回收箱。
具体实施方式
以下结合附图对发明的具体实施进一步说明。
如图1所示，本发明流体脂磨粒自动检测装置包括上位机50、通讯单元40和监测单元，监测单元包括取样模块10、稀释模块20和吸附模块30，取样模块10对开式齿轮上的润滑脂进行取样，并将样品移到稀释模块20中进行稀释，过滤模块通过滤板将稀释模块20稀释后的溶液输送到吸附模块30，吸附模块30对溶液进行磁吸附获取磨粒图形，并将磨粒图形通过通讯单元40发送到上位机50中，上位机50根据磨粒图形分析并得到分析结果。
本方案重点在于提供了自动化采样检测的结构，具体通过监测单元中取样模块10、稀释模块20、过滤模块、吸附模块30等依次实现对开式齿轮中润滑脂的取样、稀释、过滤、励磁吸附成像，且监测单元发送结果到上位机50，上位机50可以对过对比得到分析结果；相比现有技术，检测过程自动化，检测数据实时化，检测做到全天候。
如图2-3所示，监测单元还包括箱体60，箱体60通过减震垫61安装在开式齿轮一侧地面上。箱体60包括设置在侧面的箱盖，取样模块10设置在箱体60上端，稀释模块20设置在箱体60内并位于取样模块10下方，吸附模块30设置在箱体60内相对稀释模块20的一侧。
其中，取样模块10用于完成对样品取样。取样模块10安装在箱体60上端，包括取样刮板11、滑动块12、光杆13、丝杆14、导向架15和驱动电机16。导向架15一端安装在箱体60上端面，另一端水平外延并位于开式齿轮上方，导向架15两端设置有基座，光杆13、丝杆14均平行设置在基座之间。丝杆14与基座旋转连接且丝杆14位于箱体60内一端连接驱动电机16，驱动电机16安装在基座上。滑动块12上端分别与光杆13、丝杆14套连并能够由丝杆14带动沿光杆13往复移动；取样刮板11设置在滑动块12下端，取样刮板11相对开式齿轮旋转面垂直设置。取样刮板11为硅胶材料，取样刮板1111端部均布有若干盲孔。这样取样刮板11为柔性特征，在接触旋转中的齿轮时可以较好与其接触并避免齿轮拉扯及碰撞，取样刮板11盲孔可以更好收集取样过程刮下的润滑脂。工作时，驱动电机16带动丝杆14旋转而使得滑动块12移动，滑动块12从箱体60内移到开式齿轮上方，具体是开式齿轮中一齿轮的正上方，且取样刮板11与该齿轮发生刮碰；取样刮板11与齿轮接触深度为该齿轮齿高，这样可以避免由于齿轮旋转将取样刮板11损坏。取样刮板11可以刮取齿轮齿面上的润滑脂。这样为了更好使得取样刮板11与齿轮齿面接触，取样刮板11对应齿轮一端可以间隔割开；一可以减少齿轮对取样刮板11整体拉扯，而可以更好对齿轮齿面取样。取样刮板11宽度也可以宽于齿轮齿面宽，这样可以对齿轮侧面存在的油脂取样。
这里，稀释模块20用于对取样刮板11上的样品进行稀释。稀释模块20包括升降架22、稀释箱21、稀释液箱23、振动器和水泵24，升降架22固定在箱体60内。稀释箱21位于导向架15正下方并安装在升降架22上，稀释箱21能够由升降架22带动竖直上下移动。稀释箱21上端为开口结构且能够对应收纳取样刮板11，稀释箱21底部呈漏斗形并在漏斗下方设有带阀门的出液口。振动器安装在稀释箱21外侧壁上；稀释液箱23通过水泵24连通稀释箱21上部。取样刮板11完成取样后，驱动电机16带动取样刮板11移动回到箱体60内，并停止；然后稀释箱21由升降架22带动上升，使得稀释箱21可以收纳取样刮板11的下部；稀释液从稀释液箱23通过水泵24泵入稀释箱21，样品开始稀释。为提高稀释效果或者说更好将样品从取样刮板11上稀释下来，采用在稀释箱21上设置振动器，振动器的振动效果可以用作稀释搅拌，还可以更好将存在取样刮板11盲孔内的样本进行稀释。稀释过程一般10-15分钟，也可以更加需要进行选择。稀释完成后，升降架22带动稀释箱21下移到过滤组件。
其中，吸附模块30包括磁吸线圈31、吸附件32、透光片33、反射光源37、调焦结构36和成像部件35，透光片33上下设置构成稀释箱21中稀释液流通的流通通道34；流通通道34一端连接稀释箱21出液口，另一端连接位于箱体60替补的废液回收箱6225；吸附件32一端贴合在透光片33外侧，另一端缠绕磁吸线圈31；反射光源37设置在透光片33上与吸附件32正相对的一侧，调焦结构36和成像部件35一侧设置在反射光源37下方。这里吸附件32为铁芯，铁芯相对透光片33垂直设置；透光片33厚度为1mm，两透光片33之间间隔1-5mm，这里选择2mm。反射光源37、调焦结构36和成像部件35设置在透光片33的另一侧，即与吸附件32相对，其中反射光源37正对吸附件32与透光片33贴合处，成像部件35位于反射光源37正下方，用于获取吸附件32励磁吸附形成的图形，由于透光片33透光效果好，且吸附件32形成吸附区域不大，可以满足成像要求。
本发明中检测单元将吸附模块30拍摄到的磨粒图形发送到监控室上位机50中，监控室上位机50分析磨粒图形并得到分析结果。分析过程中采用设置对照组对比，先获取刚更好润滑脂时候开式齿轮的采样，即按照上述流程操作，将得到的磨粒图形作为对照数据；在后续自动化检测时，样品的磨粒图形与对照数据进行对比，具体是对图片数据处理依次经过图片灰度处理、计算所有像素平均值、通过感知哈希算法获取两者之间差值，根据该差值判定齿轮磨损情况。
如图2所示，稀释液箱23设置在箱体60底部并与废液回收箱6225并列设置。废液回收箱6225和稀释罐内涂设有聚四氟乙烯涂层。这样可以过滤过程杂物沾在内壁，不利于稀释及清洗维护。
为方便清洗，还设置有电磁换向阀，电磁换向阀的第一进口连通稀释箱21出液口，电磁换向阀的第二进口连通水泵24，电磁换向阀的出口连通流通通道34。如在吸附模块30成像模糊并且因为透光片33之间流通通道34不洁时，可以启动电磁换向阀和水泵24，使用稀释液流过吸附模块30，起到清洗作用。如果是在吸附工作时，也可以启动电磁换向阀和水泵24，使用稀释液流过吸附模块30，增加透光片33透光效果。导向架15安装在箱体60顶板的下端面，且导向架15外延的一端设有遮雨罩。稀释液采用JQ-150黄油清洗剂，为透明液体。
上述说明是针对本发明较佳可行实施例的详细说明，但实施例并非用以限定本发明的专利申请范围，凡本发明所提示的技术精神下所完成的同等变化或修饰变更，均应属于本发明所涵盖专利范围。

Claims (8)

1.流体脂磨粒自动检测装置，包括上位机、通讯单元和监测单元，其特征在于： 所述监测单元包括取样模块、稀释模块和吸附模块，所述取样模块对开式齿轮上的润滑脂进行取样，并将样品移到稀释模块中进行稀释，过滤模块通过滤板将稀释模块稀释后的溶液输送到吸附模块，吸附模块对溶液进行磁吸附获取磨粒图形，并将磨粒图形通过通讯单元发送到上位机中，上位机根据磨粒图形分析并得到分析结果；所述监测单元还包括箱体，所述箱体通过减震垫安装在开式齿轮一侧地面上，所述箱体包括设置在侧面的箱盖，所述取样模块设置在箱体上端，所述稀释模块设置在箱体内并位于取样模块下方，吸附模块设置在箱体内相对稀释模块的一侧；所述取样模块安装在箱体上端，包括取样刮板、滑动块、光杆、丝杆、导向架和驱动电机；所述导向架一端安装在箱体上端面，另一端水平外延并位于开式齿轮上方，所述导向架两端设置有基座，所述光杆、丝杆均平行设置在基座之间；所述丝杆与基座旋转连接且丝杆位于箱体内一端连接驱动电机，所述驱动电机安装在基座上；所述滑动块上端分别与光杆、丝杆套连并能够由丝杆带动沿光杆往复移动；所述取样刮板设置在滑动块下端，所述取样刮板相对开式齿轮旋转面垂直设置。
2.根据权利要求1所述的流体脂磨粒自动检测装置,其特征在于：所述稀释模块，包括升降架、稀释箱、稀释液箱、振动器和水泵，所述升降架固定在箱体内；所述稀释箱位于导向架正下方并安装在升降架上，稀释箱能够由升降架带动竖直上下移动；所述稀释箱上端为开口结构且能够对应收纳取样刮板，稀释箱底部呈漏斗形并在漏斗下方设有带阀门的出液口；所述振动器安装在稀释箱外侧壁上；所述稀释液箱通过水泵连通稀释箱上部。
3.根据权利要求2所述的流体脂磨粒自动检测装置,其特征在于：所述吸附模块包括磁吸线圈、吸附件、透光片、反射光源、调焦结构和成像部件，所述透光片上下设置构成稀释箱中稀释液流通的流通通道；流通通道一端连接稀释箱出液口，另一端连接位于箱体替补的废液回收箱；所述吸附件一端贴合在透光片外侧，另一端缠绕磁吸线圈；所述反射光源设置在透光片上与吸附件正相对的一侧，调焦结构和成像部件一侧设置在反射光源下方。
4.根据权利要求3所述的流体脂磨粒自动检测装置,其特征在于：所述稀释液箱设置在箱体底部并与废液回收箱并列设置。
5.根据权利要求4所述的流体脂磨粒自动检测装置,其特征在于：所述废液回收箱和稀释罐内涂设有聚四氟乙烯涂层。
6.根据权利要求4所述的流体脂磨粒自动检测装置,其特征在于：还包括电磁换向阀，所述电磁换向阀的第一进口连通稀释箱出液口，所述电磁换向阀的第二进口连通水泵，所述电磁换向阀的出口连通所述流通通道。
7.根据权利要求1所述的流体脂磨粒自动检测装置,其特征在于：所述取样刮板为硅胶材料，所述取样刮板端部均布有若干盲孔。
8.根据权利要求1所述的流体脂磨粒自动检测装置,其特征在于：所述导向架安装在箱体顶板的下端面，且导向架外延的一端设有遮雨罩。
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