一种用于提升一轴断裂保护的装置、监测方法及设备制造方法及图纸

本发明专利技术属于用于提升一轴断裂保护技术领域，公开了一种用于提升一轴断裂保护的装置、监测方法及设备，轴体通过保护装置分为前轴体和后轴体，保护装置通过连接件与前轴体和后轴体固定连接，保护装置中间固定有螺栓，螺栓固定在保护装置的连接件上。连接轴套与法兰一体成型，连接轴套分为内轴套和外轴套，内轴套镶嵌在轴的内侧，外轴套镶嵌在轴的外部。保护装置通过连接件与前轴体和后轴体固定连接，保护装置中间固定有螺栓，螺栓固定在保护装置的连接件上，结构简单，在传动轴进行传动的时候可以进行分担扭矩，保护轴的动力输出，同时法兰设有两层，上层法兰与下层法兰之间设有间隙可以有效的对传动轴进行保护。以有效的对传动轴进行保护。以有效的对传动轴进行保护。

【技术实现步骤摘要】
一种用于提升一轴断裂保护的装置、监测方法及设备


[0001]本专利技术属于提升一轴断裂保护
，尤其涉及一种用于提升一轴断裂保护的装置、监测方法及设备。

技术介绍

[0002]目前，伴随着中国环保要求的不断提高，按照国家相关部门的要求，所有商用车必须采用国四、国五标准的发动机，国四、国五发动机除了排放标准高以外，由于发动机提档升级，先进技术的应用，其发动机的扭矩、转速均有所提高。采用原有国三传动轴不论从扭矩等相关参数上均不能达到要求。为此需提高传动轴的技术性能要求，满足发动机的各项技术指标，同时又要有效控制成本，尽可能的应用成熟的技术传承。
[0003]通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：
[0004]现有的传动轴前端连接发动机，后端连接传动后桥，中间为圆柱形轴体，这样的传动轴在使用时，由于轴体承受着极大的扭力，容易造成传动轴断裂现象，一旦传动轴断裂，维修复杂，费时费力。

技术实现思路

[0005]针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种用于提升一轴断裂保护的装置、监测方法及设备。
[0006]本专利技术是这样实现的，一种用于提升一轴断裂保护的装置设有：
[0007]轴体；
[0008]所述轴体通过保护装置分为前轴体和后轴体，所述保护装置通过连接件与前轴体和后轴体固定连接，所述保护装置中间固定有螺栓，所述螺栓固定在保护装置的连接件上。
[0009]所述保护装置搭载有保护壳体，所述保护壳体内安装有：
[0010]用于对一轴传动的扭矩进行实时监测的扭矩传感器，
[0011]搭载在保护壳体外部的制动器；
[0012]一轴断裂故障检测器，用于对电铲的提升机构由两台逆变并联时出现提升一轴断裂时进行保护，并通过提升一轴断裂故障发生时，产生的并联电路电流不对称的阈值进行对一轴断裂故障检测；
[0013]编码器，用于通过检测并联回路的反馈速度，检测是否发生一轴断裂；
[0014]PLC控制器，用于当检测到发生提升一轴断裂故障时，通过PLC控制程序发出停车指令，通过变频器的紧急停车模式将控制指令发送制动器实现电铲的平稳停车。
[0015]进一步，所述连接件设有连接轴套和法兰，所述连接轴套与法兰一体成型，所述连接轴套分为内轴套和外轴套，所述内轴套镶嵌在轴的内侧，所述外轴套镶嵌在轴的外部。
[0016]进一步，所述法兰与外轴套一体成型，所述法兰连接有多个圆筒和加强筋，所述圆筒上端设有连接基台，所述圆筒下端设有连接套，所述连接套与加强筋通过连接套固定连接。
[0017]进一步，所述连接基台上端设有内螺纹，通过螺栓与法兰固定连接，所述连接法兰分为上层法兰和下层法兰，所述上层法兰下端固定有齿键，所述下层法兰上端固定有固定槽。
[0018]进一步，所述上层法兰通过连接件与轴固定连接，所述下层法兰通过连接件与轴固定连接，所述上层法兰与下层法兰之间具有一定角度，所述齿键与固定槽之间设有一定距离。
[0019]进一步，所述内轴套两端固定有连接筒，通过连接筒与轴固定连接。
[0020]本专利技术的另一目的在于提供一种用于提升一轴断裂保护的装置的检测方法包括：
[0021]S1，将内轴套镶嵌在轴的内部，通过连接套与轴固定连接；
[0022]S2，将外轴套固定在轴的外部，通过连接件将保护装置与轴固定连接，通过连接套和圆筒将相邻的固定装置连接，在轴进行传动的时候通过连接件将轴的扭矩进行分担；
[0023]S3，对步骤S2轴传动的扭矩利用搭载的扭矩传感器进行实时监测，并将监测数据发送外部数据处理终端，超出一定阈值，进行报警提示，将制动指令发送搭载在一轴外部的制动器进行制动。
[0024]进一步，在步骤S3中，扭矩传感器进行实时监测的方法包括：
[0025]第一步，扭矩传感器对一轴预先扭矩剪应力数据处理时，通过模型建立模块建立分析分数阶应变率的三维广义剪应力耦合模型；
[0026]第二步，扭矩传感器的数据处理中心采用拉普拉斯变换和傅里叶变换求解热弹耦合控制方程；
[0027]第三步，通过异常剪应力检测模块获得分数阶应变率对速度和应力三维分布的影响规律；
[0028]进一步，所述三维广义剪应力耦合模型为A
i
,B
i
的表达式：
[0029][0030]A1＝α4B1,A2＝α4B2；
[0031]其中，
[0032]将A
i
,B
i
的表达式代入方程得到拉式域内速度和应力，再通过Matlab软件编写拉普拉斯逆变换和傅里叶逆变换程序即可获得时间域内的速度场和应力场；其中，为特征方程k4‑
Lk2+M＝0的根，A
i
,B
i
为未知数；
[0033]所述分析分数阶应变率的三维广义剪应力耦合模型的构建方法包括：
[0034](1)引入应变松弛时间并考虑应变率的分数阶导数对变形的影响，得到广义弹性理论：
[0035][0036]其中，σ
ij
为应力分量，ε
ij
为应变分量，θ为速度变化量，δ
ij
为Dirichlet函数，ε＝u
k,k
为体积应变，λ,μ为拉梅常数，γ为热弹耦合系数，τ为应变松弛时间，α为分数阶次，
[0037](2)不计体力，建立匀质各向同性弹性体的应力平衡方程：
[0038][0039]其中，ρ为密度，u
i
为位移分量，上标点表示对时间求导；
[0040](3)不计内部客观热源，建立能量守恒方程：
[0041][0042]其中，q
i
为温度分量，c
E
为热传热系数，T0为初始速度；
[0043](4)引入热松弛时间并考虑热流密度变化率对热传导的影响，得到广义热传导模型：
[0044][0045]其中，τ0为热松弛时间，k为热导率；
[0046](5)联立方程和得到速度控制方程：
[0047][0048](6)联立方程和得到位移控制方程：
[0049][0050](7)三维半无限大体，0≤x＜∞,
‑
∞＜y＜∞,
‑
∞＜z＜∞，边界平面x＝0处应力自由且受到瞬态热冲击：
[0051]σ(0,y,z,t)＝σ
xx
(0,y,z,t)＝σ
yy
(0,y,z,t)＝σ
zz
(0,y,z,t)＝0；
[0052]θ(0,y,z,t)＝T0H(t)g(y,z)；
[0053]其中，H(t)为Heaviside函数，g(y,z)＝H(c
‑
|y|)H(c
‑
|z|)，c为常数；
[0054](8)三维状态下速度控制方程为：
[0055][0056]其中，
[0057]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于提升一轴断裂保护的装置，其特征在于，所述用于提升一轴断裂保护的装置设有：轴体；所述轴体通过保护装置分为前轴体和后轴体，所述保护装置通过连接件与前轴体和后轴体固定连接，所述保护装置中间固定有螺栓，所述螺栓固定在保护装置的连接件上；所述保护装置搭载有保护壳体，所述保护壳体内安装有：用于对一轴传动的扭矩进行实时监测的扭矩传感器，搭载在保护壳体外部的制动器；一轴断裂故障检测器，用于对电铲的提升机构由两台逆变并联时出现提升一轴断裂时进行保护，并通过提升一轴断裂故障发生时，产生的并联电路电流不对称的阈值进行对一轴断裂故障检测；编码器，用于通过检测并联回路的反馈速度，检测是否发生一轴断裂；PLC控制器，用于当检测到发生提升一轴断裂故障时，通过PLC控制程序发出停车指令，通过变频器的紧急停车模式将控制指令发送制动器实现电铲的平稳停车。2.如权利要求1所述的用于提升一轴断裂保护的装置，其特征在于，所述连接件设有连接轴套和法兰，所述连接轴套与法兰一体成型，所述连接轴套分为内轴套和外轴套，所述内轴套镶嵌在轴的内侧，所述外轴套镶嵌在轴的外部。3.如权利要求1所述的用于提升一轴断裂保护的装置，其特征在于，所述法兰与外轴套一体成型，所述法兰连接有多个圆筒和加强筋，所述圆筒上端设有连接基台，所述圆筒下端设有连接套，所述连接套与加强筋通过连接套固定连接。4.如权利要求1所述的用于提升一轴断裂保护的装置，其特征在于，所述连接基台上端设有内螺纹，通过螺栓与法兰固定连接，所述连接法兰分为上层法兰和下层法兰，所述上层法兰下端固定有齿键，所述下层法兰上端固定有固定槽。5.如权利要求1所述的用于提升一轴断裂保护的装置，其特征在于，所述上层法兰通过连接件与轴固定连接，所述下层法兰通过连接件与轴固定连接，所述上层法兰与下层法兰之间具有一定角度，所述齿键与固定槽之间设有一定距离；所述内轴套两端固定有连接筒，通过连接筒与轴固定连接。6.一种利用权利要求1～5任意一项所述用于提升一轴断裂保护的装置的检测方法，其特征在于，所述用于提升一轴断裂保护的装置的检测方法包括：S1，将内轴套镶嵌在轴的内部，通过连接套与轴固定连接；S2，将外轴套固定在轴的外部，通过连接件将保护装置与轴固定连接，通过连接套和圆筒将相邻的固定装置连接，在轴进行传动的时候通过连接件将轴的扭矩进行分担；S3，对步骤S2轴传动的扭矩利用搭载的扭矩传感器进行实时监测，并将监测数据发送外部数据处理终端，超出一定阈值，进行报警提示，将制动指令发送搭载在一轴外部的制动器进行制动。7.如权利要求6所述用于提升一轴断裂保护的装置的检测方法，其特征在于，在步骤S3中，扭矩传感器进行实时监测的方法包括：第一步，扭矩传感器对一轴预先扭矩剪应力数据处理时，通过模型建立模块建立分析分数阶应变率的三维广义剪应力耦合模型；
第二步，扭矩传感器的数据处理中心采用拉普拉斯变换和傅里叶变换求解热弹耦合控制方程；第三步，通过异常剪应力检测模块获得分数阶应变率对速度和应力三维分布的影响规律。8.如权利要求7所述用于提升一轴断裂保护的装置的检测方法，其特征在于，所述三维广义剪应力耦合模型为A
i
,B
i
的表达式：A1＝α4B1,A2＝α4B2；其中，将A
i
,B
i
的表达式代入方程得到拉式域内速度和应力，再通过Matlab软件编写拉普拉斯逆变换和傅里叶逆变换程序即可获得时间域内的速度场和应力场；其中，为特征方程k4‑
Lk2+M＝0的根，A
i
,B
i
为未知数；所述分析分数阶应变率的三维广义剪应力耦合模型的构建方法包括：(1)引入应变松弛时间并考虑应变率的分数阶导数对变形的影响，得到广义弹性理论：其中，σ
ij
为应力分量，ε
ij
为应变分量，θ为速度变化量，δ
ij
为Dirichlet函数，ε＝u
k,k
为体积应变，λ,μ为拉梅常数，γ为热弹耦合系数，τ为应变松弛时间，α为分数阶次，(2)不计体力，建立匀质各向同性弹性体的应力平衡方程：其中，ρ为密度，u
i
为位移分量，上标点表示对时间求导；(3)不计内部客观热源，建立能量守恒方程：其中，q
i
为温度分量，c...

【专利技术属性】
技术研发人员：任浩鹏，张阳，金太平，
申请(专利权)人：北方魏家峁煤电有限责任公司，
类型：发明
国别省市：