智能型齿轮失效检测装置及其检测方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种智能型齿轮失效检测装置及其检测方法。
【背景技术】
[0002]齿轮作为重要的传动元件广泛应用于机械、冶金、矿山、汽车等各种机械设备中，其运行工况直接影响设备的使用寿命并与安全生产息息相关。齿轮在传动和运动过程中，齿轮接触表面在载荷作用下发生摩擦磨损并伴随温度升高，最终导致齿轮失效，尤其是矿山、冶金等行业，齿轮在工作中承受的载荷非常大，使用条件苛刻、更易发生齿轮失效。但是由于设备的工作环境相对恶劣，因此人为进行检测很困难。如果能够实时监测齿轮的工作状态，及时发现问题所在，便能避免因齿轮失效而导致的突发事故，比如因煤矿机械中齿轮失效而引起的安全事故。
【发明内容】
[0003]本发明针对以上问题的提出，而研制一种智能型齿轮失效检测装置及其检测方法。
[0004]本发明的技术手段如下:
[0005]—种智能型齿轮失效检测装置，包括:设置在齿轮的轮齿外侧或轮齿内侧的磁性部件、设置在齿轮的轮齿与所述磁性部件之间的霍尔元件、以及与所述霍尔元件输出端相连接的处理器；当所述齿轮转动时，该齿轮具有的轮齿逐一经过所述霍尔元件，所述霍尔元件感应到所述轮齿经过所带来的磁场变化并输出电信号给所述处理器，所述处理器根据接收到的电信号的高低电平变化获取每一轮齿经过所述霍尔元件的时间，进而获知所述轮齿的厚度状态；
[0006]进一步地，当在距离所述霍尔元件的一定范围内有轮齿经过时，所述霍尔元件输出高电平，当在距离所述霍尔元件的一定范围内未有轮齿经过时，所述霍尔元件输出低电平；
[0007]进一步地，所述处理器对所述霍尔元件输出的各高电平信号的持续时间与第一预设持续时间进行比较，当任一高电平信号的持续时间小于第一预设持续时间时，所述处理器输出设备停止运行信号，该设备为包括所述齿轮的设备；
[0008]进一步地，所述处理器对所述霍尔元件输出的各低电平信号的持续时间与第二预设持续时间进行比较，当任一低电平信号的持续时间高于第二预设持续时间时，所述处理器输出轮齿折断报警信号；
[0009]另外，所述装置还包括与所述处理器相连接的显示器，该显示器用于对处理器获知的各轮齿的厚度状态、以及对处理器输出的轮齿折断报警信号进行显示;所述磁性部件为磁钢;所述霍尔元件为霍尔传感器;所述处理器为单片机。
[0010]一种智能型齿轮失效检测方法，包括如下步骤:
[0011]步骤1:配置磁性部件在齿轮的轮齿外侧或轮齿内侧，配置霍尔元件在齿轮的轮齿与所述磁性部件之间;所述霍尔元件连接有处理器；
[0012]步骤2:当所述齿轮转动时，该齿轮具有的轮齿逐一经过所述霍尔元件，所述霍尔元件感应到所述轮齿经过所带来的磁场变化并输出电信号给所述处理器；
[0013]步骤3:所述处理器根据接收到的电信号的高低电平变化获取每一轮齿经过所述霍尔元件的时间，进而获知所述轮齿的厚度状态；
[0014]进一步地，当在距离所述霍尔元件的一定范围内有轮齿经过时，所述霍尔元件输出高电平，当在距离所述霍尔元件的一定范围内未有轮齿经过时，所述霍尔元件输出低电平；
[0015]另外，在步骤3之后还包括如下步骤:
[0016]所述处理器对所述霍尔元件输出的各高电平信号的持续时间与第一预设持续时间进行比较，当任一高电平信号的持续时间小于第一预设持续时间时，所述处理器输出设备停止运行信号，该设备为包括所述齿轮的设备；
[0017]另外，在步骤3之后还包括如下步骤:
[0018]所述处理器对所述霍尔元件输出的各低电平信号的持续时间与第二预设持续时间进行比较，当任一低电平信号的持续时间高于第二预设持续时间时，所述处理器输出轮齿折断报警信号；
[0019]进一步地，
[0020]所述磁性部件为磁钢;所述霍尔元件为霍尔传感器;所述处理器为单片机；
[0021]在步骤3之后还包括如下步骤:
[0022]对处理器获知的各轮齿的厚度状态、以及处理器出的轮齿折断报警信号进行显不O
[0023]由于采用了上述技术方案，本发明提供的智能型齿轮失效检测装置及其检测方法，能够实现监控齿轮的工作状态，及时发现齿轮工作中的异常状况并给予警示，以避免不必要的损失;在一些环境恶劣的应用场所，人工检测很困难，采用本发明可以在不拆开齿轮箱的情况下，对恶劣环境下工作的机器设备进行检测，方便快捷，节约用工成本，进而根据齿轮实际工作状况，维护机器设备，避免因断齿而引起齿轮箱的进一步破坏，预防因齿轮失效而引起的突发事故。
【附图说明】
[0024]图1是本发明所述装置的结构示意图；
[0025]图2是本发明所述装置的结构框图；
[0026]图3是本发明所述方法的流程图；
[0027]图4是本发明带有磁性部件的霍尔元件的电路连接示意图；
[0028]图5是本发明霍尔传感器的电子特性原理图；
[0029]图6是本发明所述齿轮未存在轮齿厚度减小或折断情况下霍尔元件输出的信号示意图；
[0030]图7是本发明所述齿轮存在轮齿厚度减小情况下霍尔元件输出的信号示意图；
[0031]图8是本发明所述齿轮存在轮齿折断情况下霍尔元件输出的信号示意图。
[0032]图中:1、齿轮，2、轮齿，3、霍尔元件，4、磁性部件。
【具体实施方式】
[0033]如图1和图2所示的一种智能型齿轮失效检测装置，包括:设置在齿轮I的轮齿2外侧或轮齿2内侧的磁性部件4、设置在齿轮I的轮齿2与所述磁性部件4之间的霍尔元件3、以及与所述霍尔元件3输出端相连接的处理器；当所述齿轮I转动时，该齿轮I具有的轮齿2逐一经过所述霍尔元件3，所述霍尔元件3感应到所述轮齿2经过所带来的磁场变化并输出电信号给所述处理器，所述处理器根据接收到的电信号的高低电平变化获取每一轮齿2经过所述霍尔元件3的时间，进而获知所述轮齿2的厚度状态;进一步地，当在距离所述霍尔元件3的一定范围内有轮齿2经过时，所述霍尔元件3输出高电平，当在距离所述霍尔元件3的一定范围内未有轮齿2经过时，所述霍尔元件3输出低电平;进一步地，所述处理器对所述霍尔元件3输出的各高电平信号的持续时间与第一预设持续时间进行比较，当任一高电平信号的持续时间小于第一预设持续时间时，所述处理器输出设备停止运行信号，该设备为包括所述齿轮I的设备;进一步地，所述处理器对所述霍尔元件3输出的各低电平信号的持续时间与第二预设持续时间进行比较，当任一低电平信号的持续时间高于第二预设持续时间时，所述处理器输出轮齿2折断报警信号；另外，所述装置还包括与所述处理器相连接的显示器，该显示器用于对处理器获知的各轮齿2的厚度状态、以及对处理器输出的轮齿2折断报警信号进行显示;所述磁性部件4为磁钢;所述霍尔元件3为霍尔传感器;所述处理器为单片机;所述磁性部件4为磁钢;所述霍尔元件3为霍尔传感器;所述处理器为单片机;所述装置还包括用于给霍尔元件3供电的电源Vcc，用于给所述处理器供电的稳压电路，以及用于给所述显示器供电的显示电源。
[0034]如图3所示的一种智能型齿轮失效检测方法，包括如下步骤:
[0035]步骤1:配置磁性部件4在齿轮I的轮齿2外侧或轮齿2内侧，配置霍尔元件3在齿轮I的轮齿2与所述磁性部件4之间;所述霍尔元件3连接有处理器；
[0036]步骤2:当所述齿轮I转动时，该齿轮I具有的轮齿2逐一经过所述霍尔元件3，所述霍尔元件3感应到所述轮齿2经过所带来的磁场变化并输出电信号给所述处理器；
[0037]步骤3:所述处理器根据接收到的电信号的高低电平变化获取每一轮齿2经过所述霍尔元件3的时间，进而获知所述轮齿2的厚度状态；
[0038]进一步地，当在距离所述霍尔元件3的一定范围内有轮齿2经过时，所述霍尔元件3输出高电平，当在距离所述霍尔元件3的一定范围内未有轮齿2经过时，所述霍尔元件3输出低电平;另外，在步骤3之后还包括如下步骤:所述处理器对所述霍尔元件3输出的各高电平信号的持续时间与第一预设持续时间进行比较，当任一高电平信号的持续时间小于第一预设持续时间时，所述处理器输出设备停止运行信号，该设备为包括所述齿轮I的设备；另外，在步骤3之后还包括如下步骤:所述处理器对所述霍尔元件3输出的各低电平信号的持续时间与第二预设持续时间进行比较，当任一低电平信号的持续时间高于第二预设持续时间时，所述处理器输出轮齿2折断报警信号;进一步地，所述磁性部