便携式发动机前端轮系检测分析装置、系统及方法

摘要

本发明公开了一种便携式发动机前端轮系检测分析装置、系统及方法，装置包括传感器安装架和设置于传感器安装架上的传感器；所述的传感器安装架包括三脚架（1），所述的三脚架（1）上设置有一个支架安装座（2），所述的支架安装座（2）上设置有用于安装连接支架（3）的安装孔，每个连接支架（3）上设置有传感器安装座（4），所述的传感器设置于传感器安装座（4）上。本发明通过对发动机前端轮系检测分析装置的便携化和简易化，并且装置可以根据实际情况进行传感器的类型、数量以及位置的快速调整，进一步提高了发动机前端轮系检测分析装置、系统和方法的实用性。

说明书

技术领域

本发明涉及一种便携式发动机前端轮系检测分析装置、系统及方法。

背景技术

发动机前端轮系是组成发动机的重要部分。发动机前端轮系主要由张紧轮和多个皮带轮组成，用于将发动机的动力传递至涡轮、水泵和助力泵等装置。发动机前端轮系运行稳定与否直接关系到发动机系统的工作状况，影响发动机前端轮系工作稳定性的因素主要有以下几个：皮带温度、张紧轮轴承温度、皮带打滑率、皮带张力、皮带振幅和张紧轮偏摆角度。现在发动机生产厂商无法对发动机前端轮系的工作状况进行实时监控以验证发动机前端轮系设计的正确性，往往在实际使用时出现问题，造成损失。

并且现有的前端轮系检测系统均是采用试验台的方式，比如申请号为201110414615.5的发明专利公开了发动机前端轮系综合模拟实验系统及方法，实验系统包括发动机前端轮系综合模拟实验系统试验台和发动机前端轮系综合模拟实验系统控制台，发动机前端轮系综合模拟实验系统试验台包括固定面板，固定面板上安装有发动机前端轮系，发动机带轮轴后端连接有主电机，负载带轮轴的后端连接有功率模拟机，发动机前端轮系综合模拟实验系统控制台包括机箱和控制系统，机箱的正面包括一个控制面板，控制系统包括一台PC主机和一个控制器。

采用上述系统与方法，会对于在制造过程中的前端轮系的抽查非常不方便，需要先将前端轮系安装在固定面板上，然后再进行测试。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种可以对发动机前端轮系工作状况进行实时监控，可自动判断发动机前端轮系是否符合设计要求的便携式发动机前端轮系检测分析系统；本发明的另一个目的是提供一种发动机前端轮系检测分析方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：便携式发动机前端轮系检测分析装置，它包括传感器安装架和设置于传感器安装架上的传感器；所述的传感器安装架包括三脚架，所述的三脚架上设置有一个支架安装座，所述的支架安装座上设置有用于安装连接支架的安装孔，每个连接支架上设置有传感器安装座，所述的传感器设置于传感器安装座上。

所述的连接支架包括用于调节第一方向的第一支臂、用于调节第二方向和第三方向的第二支臂，第一支臂的安装端设置于支架安装座的安装孔中，第二支臂通过连接件和固定件与第一支臂连接，第二支臂的安装端设置有传感器安装座。

所述的第一方向为X方向，所述的第二方向为Y方向，所述的第三方向为Z方向；第一支臂与第二支臂垂直设置。

所述的装置使用的系统包括上位机、下位机和所述的装置，所述的下位机包括一个可编程控制器PLC和多个模数转换器；所述的传感器包括红外测温传感器、红外测速传感器、激光位移传感器和激光探头；红外测速传感器的输出端依次通过电压转换器、模数转换器与可编程控制器PLC连接，红外测温传感器的输出端和激光位移传感器的输出端均通过模数转换器与可编程控制器PLC连接；激光探头的输出端依次通过张力测量/显示电路、数据线二与可编程控制器PLC连接；可编程控制器PLC的输出端与上位机通过数据线一连接。

所述的数据线一基于RS-232协议。

所述的数据线二基于RS-485协议。

所述的上位机为PC机。

所述的系统的使用方法包括以下步骤：

S1：将传感器固定在传感器安装座上，并移动三角架，使得所述装置靠近发动机前端轮系；

S2：调整连接支架的位置，包括：

（1）将红外测速传感器对准需要检测的某个皮带轮的某一点位置上，并在所述位置贴上定向反光纸；

（2）将红外测温传感器对准轴承或皮带的某一点上；

（3）将激光位移传感器对准张紧轮中心距皮带轮垂直位置的某点或者皮带跨距中心位置的某一点；

S3：启动发动机，可编程控制器PLC接收传感器发送的信号，并对该信号进行预处理，然后将处理结果传递至上位机，上位机作进一步分析计算，最后将结果输出到显示器上，再与标准数据进行比较，判断皮带轮的打滑率、张紧轮轴承及皮带的温度、张紧轮摆动角度及皮带的振幅是否合格，当温度信号超过标准数据后，轮系指示灯报警；

S4：关闭发送机，前端轮系处于静止状态；调节连接支架的位置，将激光探头对准被测皮带，轻敲安装好的绷紧的皮带使皮带以自然频率震动，激光探头用脉冲光检测到静态自然频率，所述的静态自然频率信号经张力测量与显示电路处理后传给可编程控制器PLC，可编程控制器PLC再传递至上位机，上位机作进一步分析判断，并将结果输出到显示器上。

在调节连接支架的位置之后，红外测温传感器距离被测物体20~30mm，激光位移传感器距离被测物体40~80mm，激光探头与被测皮带之间的距离为3~20mm。

显示器对分析计算结果的显示方式包括数值或曲线。

本发明的有益效果是：

（1）通过对发动机前端轮系检测分析装置的便携化和简易化，并且装置可以根据实际情况进行传感器的类型、数量以及位置的快速调整，进一步提高了发动机前端轮系检测分析装置、系统和方法的实用性；

（2）本发明能对发动机前端轮系的工作状况进行实时监测，并自动处理监测到的数据，判断发动机前端轮系是否达到设计要求。

附图说明

图1为本发明装置结构示意图；

图2为本发明系统结构框图；

图3为传感器设置示意图；

图4为方法流程图；

图中，1-三脚架，2-支架安装座，3-连接支架，4-传感器安装座，5-红外测速传感器，6-红外测温传感器，7-激光位移传感器，8-激光探头，9-皮带，10-惰轮，11-皮带轮，12-张紧轮。

具体实施方式

下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案：如图1所示，便携式发动机前端轮系检测分析装置，包括传感器安装架和设置于传感器安装架上的传感器；所述的传感器安装架包括三脚架1，所述的三脚架1上设置有一个支架安装座2，所述的支架安装座2上设置有用于安装连接支架3的安装孔，每个连接支架3上设置有传感器安装座4，所述的传感器设置于传感器安装座4上。

所述的连接支架3包括用于调节第一方向的第一支臂、用于调节第二方向和第三方向的第二支臂，第一支臂的安装端设置于支架安装座2的安装孔中，第二支臂通过连接件和固定件与第一支臂连接，第二支臂的安装端设置有传感器安装座4。

所述的第一方向为X方向，所述的第二方向为Y方向，所述的第三方向为Z方向；第一支臂与第二支臂垂直设置。

具体地，通过第二支臂在第一支臂的横向滑动，实现X方向的调整；通过传感器安装座4在第二支臂的横向滑动，实现Y方向的调整；通过第二支臂在第一支臂的纵向旋转，实现Z方向的调整。

如图2所示，所述的装置使用的系统包括上位机、下位机和所述的装置，所述的下位机包括一个可编程控制器PLC和多个模数转换器；所述的传感器包括红外测温传感器6、红外测速传感器5、激光位移传感器7和激光探头8；红外测速传感器6的输出端依次通过电压转换器、模数转换器与可编程控制器PLC连接，红外测温传感器5的输出端和激光位移传感器7的输出端均通过模数转换器与可编程控制器PLC连接；激光探头8的输出端依次通过张力测量/显示电路、数据线二与可编程控制器PLC连接；可编程控制器PLC的输出端与上位机通过数据线一连接。

所述的数据线一基于RS-232协议。

所述的数据线二基于RS-485协议。

所述的上位机为PC机。

如图4所示，所述的系统的使用方法包括以下步骤：

S1：将传感器固定在传感器安装座4上，并移动三角架1，使得所述装置靠近发动机前端轮系；

S2：调整连接支架3的位置，如图3所示，包括：

（1）将红外测速传感器5对准需要检测的某个皮带轮11的某一点位置上，并在位置上贴定向反光纸；

（2）将红外测温传感器6对准惰轮10的轴承或皮带9的某一点上，红外测温传感器6距离被测物体20~30mm；

（3）将激光位移传感器7对准张紧轮12中心距皮带轮11垂直位置的某点或者皮带9跨距中心位置的某一点，激光位移传感器7距离被测物体40~80mm；

S3：启动发动机，可编程控制器PLC接收传感器发送的信号，并对该信号进行预处理，然后将处理结果传递至上位机，上位机作进一步分析计算，最后将结果输出到显示器上，再与标准数据进行比较，判断皮带轮11的打滑率、张紧轮12轴承及皮带9的温度、张紧轮12摆动角度及皮带9的振幅是否合格，当温度信号超过标准数据后，轮系指示灯报警；

S4：关闭发送机，前端轮系处于静止状态；调节连接支架的位置，将激光探头8对准被测皮带9，激光探头8与被测皮带9之间的距离为3~20mm轻敲安装好的绷紧的皮带9使皮带9以自然频率震动，激光探头8用脉冲光检测到静态自然频率，所述的静态自然频率信号经张力测量与显示电路处理后传给可编程控制器PLC，可编程控制器PLC再传递至上位机，上位机作进一步分析判断，并将结果输出到显示器上。

显示器对分析计算结果的显示方式包括数值或曲线。