[发明专利]一种轴用挡圈与轴槽接触状态监测装置

说明书

本发明提供一种轴用挡圈与轴槽接触状态监测装置，包括电池，所述电池的一极连接发光器件的一个引脚，另一级与轴电连接；发光器件的另一个引脚通过导线连接至多个间隔设置的导电薄片；所述导电薄片通过固定在轴用挡圈上的轻质绝缘工件紧密贴合在轴周面上；所述发光器件正对光敏模块的光敏传感器，光敏模块输出为开关量。本发明监测装置无需高精度的间隙传感器，无需为传感器在轴上开安装槽，且结构简单，占用空间小，便于装卸。可在不影响轴用挡圈运行状态的情况下，实现轴用挡圈与轴槽接触状态的实时监测。

技术领域

本发明涉及接触状态监测装置技术领域，具体涉及一种轴用挡圈与轴槽接触状态监测装置。

背景技术

轴用挡圈属于紧固件的一种，通过过盈接触固定于轴槽中，起固定和密封作用，广泛应用于机械设备的轴系机构中。用轴用挡圈代替传统紧固件不仅节约成本，而且便于安装和拆卸。中国工业强基战略和“中国制造2025”着重强调核心基础零部件是提升工业核心竞争力的重要基础。轴用挡圈作为基础零部件，在交通装备、航空航天、风电等领域均起着至关重要的作用，但其一直以来较少得到重视。目前国内对轴用挡圈服役性能的相关研究较为匮乏，从而制约了轴用挡圈生产工艺的改进与性能的提升，高端轴用挡圈仍大量依赖进口。

在轴用挡圈实际服役过程中，当轴旋转速度较高时，轴用挡圈可能会因离心作用与轴槽脱离，从而造成其紧固作用失效，影响设备的运行可靠性，高速旋转造成设备失效时有发生。因此，对高速旋转状态下轴用挡圈与轴槽接触状态进行监测非常有必要。目前国外如德国Hugo Benzing等国外挡圈制造龙头企业均有相应的轴用挡圈与轴槽接触状态监测装置或实验经验积累。我国在该领域的研究较为匮乏，轴用挡圈标准GB894.1-86未考虑轴用挡圈在高旋转速度下与轴槽接触状态的可靠性【GB/T 894.1-86，轴用弹性挡圈-A型设计规范[S].】。国内目前对轴用挡圈与轴槽接触状态的研究较少，且均为理论研究：刘洋等利用虚功原理和莫尔积分法对过盈联接的开口圆环建立力学模型，得到了开口圆环张开位移的计算公式【刘洋，杨晋，张剑平，徐玄.开口圆环过盈联接力学分析[J].航空精密制造技术，2014，50(4)：55-57.】；陈志宽对轴用挡圈高旋转速度下的形变进行了理论研究，认为轴用挡圈最厚位置最先脱离轴槽【陈志宽.国标轴用挡圈采用转速限制值的建议[J].航空标准化与质量，1981(2)：35-37.】；徐超对旋转轴用挡圈进行了力矩分析，认为轴用挡圈90°位置最先脱离轴槽【徐超.轴用弹性挡圈工作的松动转速分析计算[J].现代机械，2003，17(6)：27-42.】；上述研究均为理论研究。轴用挡圈轴槽接触状态监测装置的开发存在以下困难：

(1)轴用挡圈安装于轴槽上之后，可供安装监测装置的空间狭小，使用现有集成传感器难以实现监测。除了监测装置集成度要求高，还需要考虑监测装置装卸的便利性以及成本。

(2)轴用挡圈在服役过程中轴的旋转速度可达上万转每分钟，附加的监测装置不能影响轴用挡圈的运行状态；

(3)高速旋转状态下如何将轴用挡圈与轴槽的接触状态的变化转变为数字量实时输出；

因此，尚未出现用于轴用挡圈实际服役过程中轴用挡圈与轴槽接触状态监测装置的研究。

综上所述，需要开发一种新的便于实施的监测装置，用于轴用挡圈实际服役过程中，实现轴用挡圈在高旋转速下与轴槽接触状态的监测，进而提高轴用挡圈运行服役的可靠性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于现有技术难以监测高速旋转状态下的轴用挡圈与轴槽接触状态的问题。

本发明采用以下技术手段解决上述技术问题：

一种轴用挡圈与轴槽接触状态监测装置，包括电池，所述电池的一极连接发光器件的一个引脚，另一级与轴电连接；发光器件的另一个引脚通过导线连接至多个间隔设置的导电薄片；所述导电薄片通过固定在轴用挡圈上的轻质绝缘工件紧密贴合在轴周面上；所述发光器件正对光敏模块的光敏传感器，光敏模块输出为开关量。