一种印刷设备转动部件能耗监控装置的制作方法

本实用新型涉及印刷设备技术领域，更具体地说，它涉及一种印刷设备转动部件能耗监控装置。

背景技术：

现代印刷技术和印刷设备可以很高效的完成印刷工作，在印刷设备中存在着许多转动部件，例如印刷滚筒、印版滚筒、橡皮布滚筒、压印滚筒、收卷滚筒、传送辊等，上述转动部件通常通过轴承与印刷设备的机架转动连接。整个印刷过程中，为了减少轴承与承印物之间产生的刮擦，通常需要利用驱动装置驱动所述转动部件转动，例如，利用电机通过皮带带动上述转动部件自主转动。

由于整个印刷设备中转动部件众多，整个印刷设备的能量消耗很大部分在于驱动上述转动部件转动，即利用电能抵消掉轴承转动时由于摩擦所消耗的机械能，上述电能最终转化成了热能释放到周围环境中。

印刷设备越老旧，由于轴承的自身的磨损严重甚至变形，轴承转动时受到的摩擦则越大，整个印刷设备的耗能就越高。显然高能耗并不符合绿色印刷的理念。当轴承转动时受到的摩擦力超过设定值时，若能够及时对轴承部件加以维护，便能够大大降低印刷设备的耗能，节约成本的同时也能提升设备的工作效率及产品质量。

技术实现要素：

针对于实际生产当中，印刷设备轴承转动时受到的摩擦力升高导致设备耗能增加却难以监控的问题，本实用新型提出了一种印刷设备转动部件能耗监控装置，其能够实时检测印刷设备中转动部件转动时的能耗大小，当其超过设定值时输出报警信息，及时提示维护人员对对应的转动部件加以维护，进而减少印刷设备中转动部件的能耗，降低生产成本的同时提升印刷设备的工作效率,具体方案如下：

一种印刷设备转动部件能耗监控装置，包括：

驱动功率检测模块，配置为与驱动转动部件转动的驱动装置相连接，用于检测上述驱动装置的驱动功率，输出检测信号；

负载驱动模块，包括设置于驱动装置与转动部件之间以及相邻两个转动部件之间的传动件，以及用于调节所述传动件与转动部件之间传动连接关系的调节件；

比较判定模块，包括用于生成供所述检测信号做比较的基准信号生成组件以及比较组件，所述比较组件的比较输入端分别耦接于所述检测信号以及基准信号，输出比较结果信号；

报警模块，与所述比较判定模块信号连接，接收并响应于所述比较结果信号输出报警。

通过上述技术方案，通过检测驱动转动部件转动所消耗的功率，可以从整体上判断转动部件转动时所受到的摩擦阻力。通过上述负载驱动模块中的调节件，可以选择性的利用不同的传动件组成不同的传动回路，通过检测不同传动回路传动时功率消耗的变化，便可以精确地查找出摩擦阻力的主要来源，从而使得维护人员能够有针对性的对转动部件加以维护。

进一步的，所述驱动功率检测模块包括用于检测电机功率输入端的电流检测器，所述电流检测器检测电机输入电流大小，生成所述检测信号，其中，所述检测信号设置为电压信号。

在电机电压不变的条件下，电机所消耗的功率与输入其的电流呈线性关联，通过上述方案，可以快速的计算或评估出驱动装置消耗的功率大小。

进一步的，所述转动部件包括通过轴承转动设置于印刷机架上的转动辊；

所述传动件包括与所述转动辊同轴设置的齿轮以及设置于相邻两根转动辊齿轮之间的传动齿条；

所述齿轮活动套设于转动辊上，所述调节件包括设置于所述齿轮与所述转动辊之间的用于调节二者锁紧程度的锁紧件。

通过上述技术方案，转动辊通过传动齿条的驱动而转动，当需要测定某一转动辊转动所受到的摩擦时，只需要将上述转动辊和驱动装置相连接，而后驱动其按照设定转速转动，将此时驱动装置的驱动功率与上述转动辊正常情况下转动所消耗的功率范围相对比，便能够知晓上述转动辊转动时受到的摩擦阻力大小是否超过设定值。

进一步的，所述转动辊与齿轮相接的一段沿其径向开设有螺纹槽，所述齿轮上设置有与所述螺纹槽相配合的螺纹孔，所述锁紧件包括穿设于所述螺纹槽与螺纹孔之间的锁紧螺栓。

通过上述技术方案，可以方便的锁紧齿轮与所述转动辊。

进一步的，所述基准信号生成组件包括：

基准电压源，配置为用于提供基准电压；

可调分压组件，配置为相互串联接地的多个电阻，其中至少一个电阻配置为可调电阻；

所述基准信号为电压信号，由相邻两个所述电阻接出。

通过上述技术方案，通过方便稳定地输出共比较的基准电压信号，且通过可调电阻，可以实现上述基准电压信号的调节变化。

进一步的，所述比较组件包括：

比较器，其正向输入端耦接于所述检测信号，反向输入端耦接于所述基准信号，比较输出端输出比较信号；

延时确认单元，包括一延时输出电路以及两输入与门，所述两输入与门的一信号输入端与所述比较信号耦接，另一信号输入端与所述延时输出电路的信号输出端耦接，两输入与门的输出端输出所述比较结果信号。

通过上述技术方案，可以排除干扰，快速的输出比较结果，当转动辊转动时所消耗的功率超过设定值后，输出电平为高的比较结果信号。

进一步的，所述报警模块包括：

开关三极管，基极与所述比较结果信号耦接，响应于所述比较结果信号导通或关断；

led灯和/或蜂鸣器，通过上述开关三极管与所述基准电压源电连接。

通过上述技术方案，当转动辊转动时所消耗的功率超过设定值后，能够及时输出声光报警。

进一步的，所述比较组件配置为单片机模块，所述检测信号以及基准信号经单片机模块的信号输入管脚输入，由单片机模块的信号输出管脚输出比较结果信号。

通过上述技术方案，利用单片机模块作为比较组件，能够快速精确的输出比较结果，并且能够直接输出控制信号至外部的报警模块。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：

通过检测驱动转动部件转动所消耗的功率，可以从整体上判断转动部件转动时所受到的摩擦阻力。通过上述负载驱动模块中的调节件，可以选择性的利用不同的传动件组成不同的传动回路，通过检测不同传动回路传动时功率消耗的变化，便可以精确地查找出摩擦阻力的主要来源，从而使得维护人员能够有针对性的对转动部件加以维护。

附图说明

图1为印刷设备传动部件连接的整体示意图；

图2为齿轮与转动辊可拆卸连接的示意图；

图3为比较判定模块和报警模块的整体示意图；

图4为基准电压源的示意图。

附图标记：1、驱动功率检测模块；21、传动件；22、调节件；221、锁紧螺栓；222、齿轮；3、比较判定模块；31、基准信号生成组件；321、基准电压源；322、可调分压组件；323、比较器；324、延时确认单元；4、报警模块；41、开关三极管；42、led灯；5、印刷机架。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步的详细说明，但本实用新型的实施方式不仅限于此。

一种印刷设备传动部件能耗监控装置，包括驱动功率检测模块1、负载驱动模块、比较判定模块3以及报警模块4。

所述驱动功率检测模块1配置为与驱动转动部件转动的驱动装置相连接，用于检测上述驱动装置的驱动功率，输出检测信号。

在本实用新型中，上述驱动装置包括驱动电机。驱动功率检测模块1包括用于检测电机功率输入端电流的电流检测器。所述电流检测器检测输入电机的电流大小，生成所述检测信号。上述检测信号在实践中设置为电压信号。具体可通过互感器件以及电阻分压便能够准确地得到上述检测电压。在输入电压不变的条件下，驱动电机所消耗的功率与输入的电流息息相关，可以通过检测输入到电机中电流的变化来定性的判断负载所消耗的功率大小。

本实用新型中，所述驱动电机所消耗的电能大部分转变为驱动转动辊转动的动能，部分转变为摩擦热能。上述转动辊通过轴承与印刷机架5转动连接，当二者之间所受到的摩擦阻力增大，驱动所述转动辊转动所需消耗的能量也同步增大。在本实施例中，如图1和图2所示，负载驱动模块包括设置于驱动装置与转动部件之间以及相邻两个转动部件之间的传动件21，以及用于调节所述传动件21与转动部件之间传动连接关系的调节件22。

如上所述，所述转动部件包括通过轴承转动设置于印刷机架5上的转动辊。传动件21包括与转动辊同轴设置的齿轮222以及设置于相邻两根转动辊齿轮222之间的传动齿条。在实际应用中，上述传动齿条可由传动带或传动齿轮222替代，对应的，上述齿轮222亦可以由皮带轮替代。

齿轮222活动套设于转动辊上，上述调节件22包括设置于齿轮222与转动辊之间的用于调节二者锁紧程度的锁紧件。转动辊通过传动齿条的驱动而转动，当需要测定某一转动辊转动所受到的摩擦时，只需要将上述转动辊和驱动装置相连接，而后驱动其按照设定转速转动，将此时驱动装置的驱动功率与上述转动辊正常情况下转动所消耗的功率范围相对比，便能够知晓上述转动辊转动时受到的摩擦阻力大小是否超过设定值。

如图2所示，转动辊与齿轮222相接的一段沿其径向开设有螺纹槽，齿轮222上设置有与螺纹槽相配合的螺纹孔，锁紧件包括穿设于螺纹槽与螺纹孔之间的锁紧螺栓221。上述技术方案可以方便的锁紧齿轮222与转动辊。

所述比较判定模块3包括用于生成供检测信号做比较的基准信号生成组件31以及比较组件，比较组件的比较输入端分别耦接于检测信号以及基准信号，输出比较结果信号。

如图3所示，所述基准信号生成组件31包括基准电压源321以及可调分压组件322。

基准电压源321配置为用于提供基准电压，在实际应用中可以采用蓄电池或者电源电路实现（如图4所示为一参考电源电路）。可调分压组件322配置为相互串联接地的多个电阻，其中至少一个电阻配置为可调电阻。基准信号为电压信号由相邻两个电阻接出，通过调节上述可调电阻便可以得到不同的基准信号。

比较组件包括比较器323以及延时确认单元324。比较器323的正向输入端耦接于检测信号，反向输入端耦接于基准信号，比较输出端输出比较信号。延时确认单元324包括一延时输出电路以及两输入与门，两输入与门的一信号输入端与比较信号耦接，另一信号输入端与延时输出电路的信号输出端耦接，两输入与门的输出端输出比较结果信号。基于上述技术方案，可以排除干扰，快速的输出比较结果，当转动辊转动时所消耗的功率超过设定值后，输出电平为高的比较结果信号。上述延时输出电路可以采用现有的延时输出芯片或延时输出电路实现，其具体电路结构已经有许多公开，在此不再赘述。

报警模块4与比较判定模块3信号连接，接收并响应于比较结果信号输出报警。

如图3所示，报警模块4具体包括开关三极管41以及led灯42和/或蜂鸣器。

开关三极管41配置为pnp型三极管，其基极与比较结果信号耦接，集电极与基准电压源321耦接，发射极与所述led灯42和/或蜂鸣器耦接。当比较结果输出为高电平时，上述开关三极管41导通，此时，led灯42和/或蜂鸣器工作。基于上述技术方案，当转动辊转动时所消耗的功率超过设定值后，能够及时输出声光报警。

在其它实施方式中，所述比较组件可配置为单片机模块，检测信号以及基准信号经单片机模块的信号输入管脚输入，由单片机模块的信号输出管脚输出比较结果信号，上述比较的过程均在单片机内部进行运算完成。

应当指出的是，本实用新型中的检测信号初始状态可能是电压值，也可能是电流值，根据不同的比较判定模块3加以调节选择。例如，上述单片机信号输入管脚输入为0-5v的数字电压信号，若检测信号为10v的模拟电压信号，则对应的应当对其做分压以及模数转换处理，由于上述模数转换电路以及分压电路在实际应用中已经十分常见，在此不再赘述。上述技术方案利用单片机模块作为比较组件，能够快速精确的输出比较结果，并且能够直接输出控制信号至外部的报警模块4。

本实用新型的工作过程和有益效果如下：

在进行转动部件能耗检测前，首先检测并记录一个或多个转动部件在正常的摩擦阻力范围内转动，驱动装置对应的功率消耗。后期通过检测驱动转动部件转动所消耗的功率，可以从整体上判断转动部件转动时所受到的摩擦阻力是否超过设定值。通过上述负载驱动模块中的调节件22，可以选择性的利用不同的传动件21组成不同的传动回路，如图1所示，一共有4个转动部件（转动辊a、b、c、d），若初始状态下驱动上述转动辊a、b、c、d正常转动消耗的功率为x；若取消掉转动辊c、d之间的传动件21，此时测定的驱动装置消耗功率为y，则可以理想化的推知出上述转动部件d转动所消耗的功率大小，并且判定其是否处于设定范围内。进一步的，通过检测不同传动回路传动时功率消耗的变化，便可以精确地查找出摩擦阻力的主要来源，从而使得维护人员能够有针对性的对转动部件加以维护

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。