检测装置及传动轴扭转角度的检测方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种检测装置及传动轴扭转角度的检测方法，检测装置用于实时获得传动轴的扭转角度，传动轴沿其延伸方向具有依次布置的输入端和输出端，检测装置包括：第一齿盘，设置在输入端，沿其周向具有多个间隔设置的第一轮齿；第二齿盘，设置在输出端，沿其周向具有多个间隔设置的第二轮齿；第一检测件，其第一检测头朝向第一齿盘设置，以检测经过的第一轮齿的个数；第二检测件，其第二检测头朝向第二齿盘设置，以检测经过的第二轮齿的个数；控制器，与第一检测件和第二检测件均通讯连接，以根据第一轮齿和第二轮齿的个数计算出传动轴的扭转角度。本发明专利技术的检测装置解决了现有技术中的无法在传动轴工作时实时检测其扭转角度的问题。题。题。

【技术实现步骤摘要】
检测装置及传动轴扭转角度的检测方法


[0001]本专利技术涉及油田压裂作业设备
，具体而言，涉及一种检测装置及传动轴扭转角度的检测方法。

技术介绍

[0002]一般的油田压裂作业中，通常包含压裂设备、混砂设备、混配设备、化添设备等。随着近些年页岩气的开采，大规模压裂作业渐成常态，而压裂设备作为压裂作业的核心设备，其稳定可靠性对作业成功起着非常重要的作用。
[0003]柴驱压裂设备主要由发动机、变速箱、柱塞泵和控制系统等组成，电驱压裂设备主要由电机、传动轴、柱塞泵和控制系统等组成。其中，传动轴作为动力传递的重要一环，其可靠和稳定性对设备运转及作业有着重要影响。
[0004]在压裂设备作业过程中，经常出现传动轴断裂的事故。目前，尚没有专门的技术和方案可以实现对运行中的传动轴进行扭转角度的实时测量和检测，只能通过传动轴的大概寿命周期或定期的人为目视检修进行更换处理，同时，因为传动轴的安装和使用方式，也没有成熟的工具和方法对传动轴的扭转角度进行实时测量和检测。因此会导致设备操作和维修人员无法及时发现设备的问题，及时进行维修保养，甚至导致出现重大事故。
[0005]其中，由于传动轴工作时一直处于高速旋转状态，所以没有合适的传感器对其进行检测。目前存在一些对传动轴进行静态检测扭转角度的方案，通过在传动轴上安装相应应变片，将应变片连接至相应控制检测系统，根据应变片检测传动轴的扭转角度。但是，此方案仅满足静态试验，在高速旋转的设备上，根本无法使用，不适用于常规检测和使用。
[0006]并且，对于通过维修人员进行传动轴寿命的维修和保养进行预防，则由于不同人员的经验不同，可能造成检查不严格，检查标准不统一等原因，造成检查保养不全面，过多的依靠维修人员的个人技能，同时在传动轴工作时，仍然不能进行传动轴状态的实时检查。

技术实现思路

[0007]本专利技术的主要目的在于提供一种检测装置及传动轴扭转角度的检测方法，以解决现有技术中的无法在传动轴工作时实时检测其扭转角度的问题。
[0008]为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种检测装置，用于实时获得传动轴的扭转角度，传动轴沿其延伸方向具有依次布置的输入端和输出端，检测装置包括：第一齿盘，用于设置在输入端，第一齿盘沿其周向具有多个间隔设置的第一轮齿；第二齿盘，用于设置在输出端，第二齿盘沿其周向具有多个间隔设置的第二轮齿；第一检测件，用于检测经过其第一检测头的第一轮齿的个数；第二检测件，用于检测经过其第二检测头的第二轮齿的个数；控制器，与第一检测件和第二检测件均通讯连接，以根据第一轮齿的个数和第二轮齿的个数计算出传动轴的扭转角度。
[0009]进一步地，沿第一齿盘的径向方向，第一检测头与第一齿盘间隔设置；和/或，沿第二齿盘的径向方向，第二检测头与第二齿盘间隔设置。
[0010]进一步地，第一齿盘的轴线和第二齿盘的轴线均与传动轴的轴线相重合；第一检测头的中心线与第一齿盘的轴线相垂直设置；和/或，第二检测头的中心线与第二齿盘的轴线相垂直设置。
[0011]进一步地，第一检测件为磁性开关；和/或，第二检测件为磁性开关。
[0012]进一步地，第一齿盘的第一轮齿的个数和第二齿盘的第二轮齿的个数相等；和/或，第一齿盘的直径与第二齿盘的直径相等。
[0013]根据本专利技术的另一方面，提供了一种传动轴扭转角度的检测方法，应用于上述的检测装置，传动轴扭转角度的检测方法包括：接收第一检测件在传动轴转动过程中所检测到的第一齿盘的第一轮齿的个数；接收第二检测件在传动轴转动过程中所检测到的第二齿盘的第二轮齿的个数；计算出传动轴的扭转角度。
[0014]进一步地，计算出传动轴的扭转角度的方法，包括：根据第一轮齿的个数和第二轮齿的个数计算出传动轴的输入端的第一旋转速度和传动轴的输出端的第二旋转速度，并根据第一旋转速度和第二旋转速度计算出传动轴的扭转角度。
[0015]进一步地，根据第一轮齿的个数和第二轮齿的个数计算出传动轴的输入端的第一旋转速度和传动轴的输出端的第二旋转速度，并根据第一旋转速度和第二旋转速度计算出传动轴的扭转角度的方法，包括：当传动轴空载运行时，在接收到第一轮齿的个数为第一齿盘转动一圈所对应的第一轮齿的个数时，计时为T
in
；在接收到第二轮齿的个数为第二齿盘转动一圈所对应的第二轮齿的个数时，计时为T
out
；当传动轴带载运行时，在接收到第一轮齿的个数为第一齿盘转动一圈所对应的第一轮齿的个数时，计时为T
in
’
；在接收到第二轮齿的个数为第二齿盘转动一圈所对应的第二轮齿的个数时，计时为T
out
’
；根据公式∠A＝360
×
(T
delta
’‑
T
delta
)/T
in
、T
delta
＝T
out
‑
T
in
和T
delta
’
＝T
out
’‑
T
in
’
计算出传动轴的扭转角度∠A。
[0016]进一步地，根据第一轮齿的个数和第二轮齿的个数计算出传动轴的输入端的第一旋转速度和传动轴的输出端的第二旋转速度，并根据第一旋转速度和第二旋转速度计算出传动轴的扭转角度的方法，包括：在接收到第一轮齿的个数为第一齿盘转动预设转动距离所对应的第一轮齿的个数时，计时为T1；在接收到第二轮齿的个数为第二齿盘转动预设转动距离所对应的第二轮齿的个数时，计时为T2；根据公式δL＝πD/T1×
(T2‑
T1)计算出传动轴的扭转距离δL；根据传动轴的扭转距离δL计算出传动轴的扭转角度∠A；其中，D为第一齿盘的直径；第一齿盘和第二齿盘的直径相等。
[0017]进一步地，传动轴扭转角度的检测方法还包括：判断扭转角度与第一扭转角度阈值之间的关系，当扭转角度大于或等于第一扭转角度阈值时，控制传动轴停止转动；当扭转角度小于第一扭转角度阈值时，判断扭转角度与第二扭转角度阈值之间的关系，当扭转角度大于或等于第二扭转角度阈值时，控制传动轴降低转速和/或降低传动轴的负载；当扭转角度小于第二扭转角度阈值时，判断扭转角度与第三扭转角度阈值之间的关系，当扭转角度大于或等于第三扭转角度阈值时报警。
[0018]本专利技术的检测装置包括第一齿盘、第二齿盘、第一检测件、第二检测件和控制器，第一齿盘和第二齿盘分别设置在传动轴的输入端和输出端，第一齿盘和第二齿盘分别具有沿周向设置的多个第一轮齿和多个第二轮齿，第一检测件和第二检测件在传动轴带动第一齿盘和第二齿盘转动时，对经过第一检测头的多个第一轮齿进行计数，并对经过第二检测头的多个第二轮齿进行计数，并且控制器可以接收第一检测件检测到的第一轮齿的个数以
及第二检测件检测到的第二轮齿的个数，并计算出传动轴的扭转角度，这样在传动轴转动时便可以对其扭转角度进行实时检测，不用停下传动轴进行检测工作本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种检测装置，其特征在于，用于实时获得传动轴(10)的扭转角度，所述传动轴(10)沿其延伸方向具有依次布置的输入端和输出端，所述检测装置包括：第一齿盘(20)，用于设置在所述输入端，所述第一齿盘(20)沿其周向具有多个间隔设置的第一轮齿；第二齿盘(30)，用于设置在所述输出端，所述第二齿盘(30)沿其周向具有多个间隔设置的第二轮齿；第一检测件(40)，用于检测经过其第一检测头的所述第一轮齿的个数；第二检测件(50)，用于检测经过其第二检测头的所述第二轮齿的个数；控制器，与所述第一检测件(40)和所述第二检测件(50)均通讯连接，以根据所述第一轮齿的个数和所述第二轮齿的个数计算出所述传动轴(10)的扭转角度。2.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，沿所述第一齿盘(20)的径向方向，所述第一检测头与所述第一齿盘(20)间隔设置；和/或，沿所述第二齿盘(30)的径向方向，所述第二检测头与所述第二齿盘(30)间隔设置。3.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述第一齿盘(20)的轴线和所述第二齿盘(30)的轴线均与所述传动轴(10)的轴线相重合；所述第一检测头的中心线与所述第一齿盘(20)的轴线相垂直设置；和/或，所述第二检测头的中心线与所述第二齿盘(30)的轴线相垂直设置。4.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述第一检测件(40)为磁性开关；和/或，所述第二检测件(50)为磁性开关。5.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述第一齿盘(20)的所述第一轮齿的个数和所述第二齿盘(30)的所述第二轮齿的个数相等；和/或，所述第一齿盘(20)的直径与所述第二齿盘(30)的直径相等。6.一种传动轴扭转角度的检测方法，其特征在于，应用于权利要求1至5中任一项所述的检测装置，所述传动轴扭转角度的检测方法包括：接收第一检测件(40)在所述传动轴(10)转动过程中所检测到的第一齿盘(20)的第一轮齿的个数；接收第二检测件(50)在所述传动轴(10)转动过程中所检测到的第二齿盘(30)的第二轮齿的个数；计算出所述传动轴(10)的扭转角度。7.根据权利要求6所述的传动轴扭转角度的检测方法，其特征在于，计算出所述传动轴(10)的扭转角度的方法，包括：根据所述第一轮齿的个数和所述第二轮齿的个数计算出所述传动轴(10)的输入端的第一旋转速度和所述传动轴(10)的输出端的第二旋转速度，并根据所述第一旋转速度和所述第二旋转速度计算出所述传动轴(10)的扭转角度。8.根据权利要求7所述的传动轴扭转角度的检测方法，其特征在于，根据所述第一轮齿的个数和所述第二轮齿的个数计算出所述传动轴(10)的输入端的第一旋转速度和所述传动轴(10)的输出端的第二旋转速度，并根据所述第一旋转速度和所述第二旋转速度计算出
所述传动轴(10)的扭转角度的方法，包括：当所述传动轴(10)空载运行时，在接收到所述第一轮...

【专利技术属性】
技术研发人员：李亮，杜瑞杰，
申请(专利权)人：烟台杰瑞石油装备技术有限公司，
类型：发明
国别省市：