利用紅外線傳感器的導(dǎo)板溫度檢測(cè)方式

孫長(zhǎng)明

摘 要：十字頭導(dǎo)板部裝是將曲軸的轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)化為直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)的重要部件，對(duì)十字頭與導(dǎo)板溫度的監(jiān)控對(duì)于設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)監(jiān)測(cè)以及設(shè)備保護(hù)具有重要的作用，在本文中，針對(duì)過去導(dǎo)板測(cè)溫方式存在的不足，提出了一種新的導(dǎo)板溫度檢測(cè)方式，通過紅外傳感器對(duì)導(dǎo)板溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)。

關(guān)鍵詞：紅外線；導(dǎo)板；溫度檢測(cè)

1. 前言

在往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)械系統(tǒng)中，工作部件的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)通常是通過曲軸將原動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為工作部件的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而通過工作部件對(duì)外做功，尤其是在水平設(shè)計(jì)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)的機(jī)械中，最為常見的設(shè)計(jì)形式為十字頭——導(dǎo)板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，即通過水平放置的導(dǎo)板承載十字頭壓力，并支撐十字頭在其上方做滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而為十字頭提供導(dǎo)向與支撐作用，在此種設(shè)計(jì)中，十字頭與導(dǎo)板之間直接進(jìn)行滑動(dòng)接觸，輔以潤(rùn)滑油進(jìn)行冷卻潤(rùn)滑，以達(dá)到對(duì)于接觸面的機(jī)械保護(hù)目的。

在此類機(jī)械結(jié)構(gòu)中，十字頭與導(dǎo)板間為直接滑動(dòng)接觸，當(dāng)十字頭自重較大時(shí)，將導(dǎo)致接觸面承受較大壓力，另一方面，在曲軸旋轉(zhuǎn)的徑向方向做功過程中，其推力的縱向分量作用于十字頭——導(dǎo)板接觸面，與十字頭重力疊加，增大了導(dǎo)板接觸面的壓力，根據(jù)動(dòng)摩擦力與正壓力成正比例原理，此時(shí)十字頭與導(dǎo)板間具有很大的動(dòng)摩擦力，進(jìn)而導(dǎo)致在機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)中造成接觸面溫度升高，當(dāng)此溫度升高速度大于潤(rùn)滑油自然冷卻速度時(shí)，則會(huì)造成導(dǎo)板溫度高于導(dǎo)板材料耐受溫度，導(dǎo)致導(dǎo)板損壞，因此，目前需要一種能夠全面檢測(cè)導(dǎo)板溫度的方法，使其能夠檢測(cè)導(dǎo)板各位置的溫度情況。

以往的十字頭——導(dǎo)板工作組合中，其潤(rùn)滑降溫方式如下：通過潤(rùn)滑油泵將潤(rùn)滑油輸送至十字頭上方，同時(shí)，受重力作用，潤(rùn)滑油從十字頭上方流下至十字頭與導(dǎo)板接觸面，起到潤(rùn)滑降溫作用，多余的潤(rùn)滑油順著回油孔等途徑流回潤(rùn)滑油箱，實(shí)現(xiàn)潤(rùn)滑油的循環(huán)流動(dòng)。

2. 傳統(tǒng)導(dǎo)板溫度檢測(cè)方式

在以往的技術(shù)中，對(duì)導(dǎo)板溫度的溫度的檢測(cè)主要采用以下兩種方式：

第一種方式是通過接觸式的溫度檢測(cè)部件，直接安裝于導(dǎo)板上，對(duì)導(dǎo)板溫度進(jìn)行檢測(cè)，此種檢測(cè)方式僅能夠檢測(cè)導(dǎo)板單一位置溫度，無法普遍的檢測(cè)導(dǎo)板較大面積的溫度情況，同時(shí)，為了安裝該溫度檢測(cè)部件，需在導(dǎo)板上進(jìn)行開孔等加工，破壞了導(dǎo)板的機(jī)械結(jié)構(gòu)，降低了導(dǎo)板的機(jī)械強(qiáng)度。

第二種方式是通過對(duì)潤(rùn)滑油溫度的檢測(cè)，進(jìn)而間接的體現(xiàn)導(dǎo)板溫度，此種方式能夠綜合評(píng)價(jià)導(dǎo)板溫度情況，但無法具體描述導(dǎo)板實(shí)際溫度分布，同時(shí)，當(dāng)采用單一潤(rùn)滑體系對(duì)多個(gè)滑動(dòng)部件進(jìn)行冷卻潤(rùn)滑時(shí)，僅僅檢測(cè)潤(rùn)滑油的溫度則無法準(zhǔn)確表達(dá)具體哪一部件溫度處于何種情況。

3. 基于紅外線傳感器的溫度檢測(cè)方式

針對(duì)上述兩種溫度檢測(cè)方式的弊端，通過對(duì)導(dǎo)板溫度的檢測(cè)方式進(jìn)行設(shè)計(jì)，提出了一種新的導(dǎo)板溫度檢測(cè)與降溫方式?，F(xiàn)有一種能夠準(zhǔn)確檢測(cè)導(dǎo)板溫度，并能夠檢測(cè)導(dǎo)板各位置溫度的方式，該方式由以下部分構(gòu)成：

1. 十字頭；

2. 導(dǎo)板；

3. 紅外溫度傳感器；

4. PLC；

5. 有源隔離器。

其機(jī)械安裝結(jié)構(gòu)如圖：

如圖為一十字頭——導(dǎo)板工作組合，其中，右側(cè)為十字頭的推進(jìn)方向，通常，將十字頭沿著圖中由左至右方向的運(yùn)動(dòng)稱為十字頭推進(jìn)行程，將十字頭沿著圖中由右至左方向的運(yùn)動(dòng)稱為十字頭返程。

可以從圖中看出，通過將紅外溫度傳感器安裝于十字頭推進(jìn)行程側(cè)，將紅外溫度傳感器方向朝向?qū)О灞粰z測(cè)位置。

當(dāng)十字頭在導(dǎo)板上做往復(fù)滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)時(shí)，十字頭帶動(dòng)紅外溫度傳感器一同進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而對(duì)導(dǎo)板上多個(gè)位置溫度進(jìn)行往復(fù)掃描，實(shí)現(xiàn)了采用單一溫度檢測(cè)裝置對(duì)導(dǎo)板溫度進(jìn)行全面檢測(cè)的目的。

當(dāng)潤(rùn)滑油泵工作時(shí)，導(dǎo)板上方將積聚一定厚度的潤(rùn)滑油膜，該潤(rùn)滑油膜如厚度過大，將影響紅外溫度傳感器的檢測(cè)精度，進(jìn)而造成對(duì)導(dǎo)板溫度的誤判，在實(shí)際使用中可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)十字頭處于推進(jìn)行程時(shí)，十字頭后端導(dǎo)板油膜較薄，當(dāng)十字頭處于返程時(shí)，十字頭前端導(dǎo)板油膜較薄。

針對(duì)上述現(xiàn)象，由于紅外溫度傳感器位于十字頭推進(jìn)形成側(cè)，因此，紅外溫度傳感器掃描過程應(yīng)發(fā)生于在十字頭返程期間，當(dāng)十字頭位于導(dǎo)板最前方時(shí)，開始對(duì)導(dǎo)板溫度進(jìn)行檢測(cè)，同時(shí)，隨著十字頭返程過程，帶動(dòng)紅外溫度傳感器對(duì)十字頭所經(jīng)過的導(dǎo)板進(jìn)行溫度檢測(cè)，進(jìn)而檢測(cè)導(dǎo)板溫度分布情況。

4. 結(jié)論

本文描述了一種利用紅外線對(duì)十字頭導(dǎo)板進(jìn)行溫度檢測(cè)的裝置，并針對(duì)十字頭運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，對(duì)溫度檢測(cè)時(shí)間進(jìn)行分析，在實(shí)際應(yīng)用中，可以通過控制PLC或計(jì)算機(jī)進(jìn)行編程實(shí)現(xiàn)該檢測(cè)方式。

（作者單位：中國有色（沈陽）泵業(yè)有限公司，遼寧 沈陽 110144）