自動同步離合器狀態(tài)監(jiān)控方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種工業(yè)、船舶領(lǐng)域的自動同步離合器狀態(tài)監(jiān)控方法，可用于現(xiàn)代發(fā)電機組、艦船傳動等系統(tǒng)中離合器活動狀態(tài)的在線監(jiān)測。
【背景技術(shù)】
[0002]自動同步離合器是一種通過齒輪元件和離合器傳遞功率的全自動型單向超越離合器，是一個封閉的機械系統(tǒng)，廣泛應(yīng)用于艦船、電站等動力裝置中。自動同步離合器也稱為SSS(Synchro-Self-Shifting)離合器，是一種通過齒輪元件傳遞功率的全自動型單向超越離合器。它能夠根據(jù)輸入、輸出端轉(zhuǎn)速的高低自動進行切換:當(dāng)輸入端相對輸出端升速時，離合器自動嚙合；當(dāng)輸入端相對輸出端降速時，離合器自動脫開，獨立于外部控制，嚙合后同步機械完全卸載。自動同步離合器在柴-燃聯(lián)合動力裝置型軍艦、發(fā)電站的燃氣輪機和冶金行業(yè)的能量回收系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用。目前世界上只有英國SSS公司德國MAAG公司擁有成熟的離合器設(shè)計和制造能力，國內(nèi)僅有少數(shù)企業(yè)和船舶研宄所在研發(fā)制造。由于離合器的特殊性，其運行時高速旋轉(zhuǎn)，并在軸向方向活動，移動形成較大，監(jiān)控比較困難，目前針對該類產(chǎn)品目前沒有儀表設(shè)備對其實時監(jiān)控。鑒于上述情況，國內(nèi)自動同步離合器制造商希望能夠突破離合器狀態(tài)監(jiān)控的技術(shù)瓶頸，我們在制造商的機械背景下，結(jié)合項目發(fā)明了自動同步離合器狀態(tài)監(jiān)控方法，并設(shè)計生產(chǎn)樣機應(yīng)用到制造商項目中，切實解決了離合器的狀態(tài)監(jiān)控問題。
[0003]塊狀金屬導(dǎo)體置于變化的磁場中或在磁場中作切割磁力線運動時(與金屬是否塊狀無關(guān)，且切割不變化的磁場時無渦流)，導(dǎo)體內(nèi)將產(chǎn)生呈渦旋狀的感應(yīng)電流，此電流叫電渦流，以上現(xiàn)象稱為電渦流效應(yīng)。而根據(jù)電渦流效應(yīng)制成的傳感器稱為電渦流式傳感器。
[0004]當(dāng)被測金屬與探頭之間的距離發(fā)生變化時，探頭中線圈的Q值也發(fā)生變化，Q值的變化引起振蕩電壓幅度的變化，而這個隨距離變化的振蕩電壓經(jīng)過檢波、濾波、線性補償、放大歸一處理轉(zhuǎn)化成電壓(電流)變化，最終完成機械位移(間隙)轉(zhuǎn)換成電壓(電流)。由上所述，電渦流傳感器工作系統(tǒng)中被測體可看作傳感器系統(tǒng)的一半，即一個電渦流位移傳感器的性能與被測體有關(guān)。電渦流傳感器工作原理如圖所示
[0005]按照電渦流在導(dǎo)體內(nèi)的貫穿情況，此傳感器可分為高頻反射式和低頻透射式兩類，但從基本工作原理上來說仍是相似的。電渦流式傳感器最大的特點是能對位移、厚度、表面溫度、速度、應(yīng)力、材料損傷等進行非接觸式連續(xù)測量，另外還具有體積小等特點。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于，設(shè)計一種能夠在線監(jiān)測高速旋轉(zhuǎn)、大行程活動范圍的自動同步離合器工作狀態(tài)，使得儀器儀表能夠?qū)崟r將離合器的狀態(tài)顯示或遠傳，提供給操作員或中控系統(tǒng)判斷整個傳動系統(tǒng)工作是否正常，使得原本封閉的機械運動得以信息化。
[0007]自動同步離合器狀態(tài)監(jiān)控方法，其特征在于改進離合器活動部件，即同步離合器內(nèi)部的自行接合或自動分離的軸活動部件，采用電渦流傳感器對軸活動部件表面進行貼近非接觸式檢測；尤其是軸活動部件由圓柱面改為錐面，并使得活動距離與錐度成一定比例，使電渦流傳感器對錐面表面進行非接觸式檢測；電渦流傳感器通過三角計算測得離合器移動位置并顯示狀態(tài)及距離。
[0008]該方法包括電渦流傳感器測量探頭、測量儀表以及對自動同步離合器測量面的改進，使得監(jiān)控高速旋轉(zhuǎn)、大行程范圍移動的自動同步離合器成為可能，并成功應(yīng)用于工程。本發(fā)明通過對原離合器最重要的中空圓柱體活動部件(即軸活動部件)改進成一定錐度的中空圓錐體，錐面長48_，錐度為0，tan0 = 1/15 ;測量探頭為直徑8mm的電渦流探頭，徑向垂直于活動圓錐體安裝，使得離合器圓錐面活動離探頭最近端距離為0.5_，離合器在高速旋轉(zhuǎn)達到一定轉(zhuǎn)速后自動吸合，圓椎體軸向滑動距離為30mm，此時離合器粘合，在此過程中，根據(jù)錐度計算，錐面徑向變化距離為2_，儀表通過探頭測量離合器徑向錐面變化，可算得離合器軸向活動位置，即可顯示離合器狀態(tài)、距離。
[0009]根據(jù)上述自動同步離合器狀態(tài)監(jiān)控裝置，軸活動部件由圓柱面改為錐面，并使得活動距離與錐度成一定比例，使用電渦流傳感器測量其活動過程中的徑向變化距離，電渦流傳感器通過三角計算測得離合器移動位置并顯示狀態(tài)及距離。
[0010]如上所述的自動同步離合器，其原嚙合活動部件即軸活動部件為圓筒狀，內(nèi)部為嚙合齒，對其進行設(shè)計改造，在活動部件端面作為測量面，且加工成錐筒形，形成活動部件軸向運動和徑向距離變化的比例關(guān)系，可使用電渦流傳感器測量測量微小的徑向距離(傳感器端面與錐筒形表面)變化，結(jié)合設(shè)計的儀表采集調(diào)理計算信號，根據(jù)三角關(guān)系，顯示出尚合器活動部件軸向移動距尚。
[0011]本發(fā)明的有益效果:如上所述的監(jiān)控方法與裝置，能夠接收電渦流傳感器信號，通過線性矯正及監(jiān)控起點終點確認，可完成傳感器測量離合器起止位置的確定，通過對電渦流傳感器信號的調(diào)理、采集、計算，儀表可實時顯示離合器位置狀態(tài)(O?30mm或其他范圍)，同時儀表可設(shè)置離合狀態(tài)指示。尤其是通過對軸活動部件端部三角計算測得離合器移動位置并顯示狀態(tài)及距離。儀表可將離合器位置信號以4?20mA模式輸出，也可將離合狀態(tài)開關(guān)量信號輸出至DCS中控系統(tǒng)或其他集控系統(tǒng)內(nèi)，滿足遠程監(jiān)控要求。
【附圖說明】
[0012]圖1自動同步離合器活動部件與傳感器安裝示意剖面圖；
[0013]圖2是方法原理流程圖；
[0014]圖3自動同步離合器測量時局部放大剖面圖，圖3A為探頭與被測面距離最遠端，圖3C為電渦流傳感器探頭與被測錐面最近端，圖3B為中間位置的示意圖。
【具體實施方式】
[0015]自動同步離合器原結(jié)構(gòu)如圖1所示，在電機啟動旋轉(zhuǎn)后，離合器聯(lián)接動力軸與驅(qū)動軸，當(dāng)轉(zhuǎn)速達到一定轉(zhuǎn)速或離合器兩端轉(zhuǎn)速差達到設(shè)計值，離合器自動合上，實現(xiàn)兩端旋轉(zhuǎn)的同步。自動同步離合器獨立于外部控制，傳統(tǒng)的離合器封閉在機殼內(nèi)部，工作過程中，無法實現(xiàn)控制或監(jiān)視，為了實現(xiàn)對離合器工作狀態(tài)的實時監(jiān)控，感知離合器離合狀態(tài)及其位置，需要設(shè)計一種針對離合器狀態(tài)的監(jiān)控方法。
[0016]現(xiàn)有技術(shù)包括自動同步離合器包括機械電機式自動離合器和液壓式自動離合器。機械電機式自動離合