INDICADOR DE DESGASTE DE ACOPLAMIENTOS OPERADO POR COMPUTADORA.

Un indicador de desgaste de acoplamientos (100) para determinar la magnitud de desgaste de acoplamientos en tiempo reales presentado.

El indicador de desgaste del acoplamiento incluye al menos un par de pernos calibradores (102), un perno de referencia (104), elementos sensores (106) y medios computacionales. El par de pernos calibradores es colocado en un acoplamiento y el perno de referencia es acoplado funcionalmente al acoplamiento y colocado entre el par de pernos calibradores al mismo nivel operativo que el par de pernos calibradores. El elemento sensor se acopla funcionalmente al par o pares de pernos calibradores y al perno de referencia y detecta los patrones de pulso de los pernos calibradores y del perno de referencia. Los medios computacionales se acoplan comunicativamente al elemento sensor y calculan la magnitud de desgaste de acoplamientos en función de los patrones de pulso y la distancia entre el par de pernos calibradores.

Indicador de desgaste de acoplamientos operado por computadora

CAMPO DE LA INVENCIÓN

La presente invención en general es relativa a acoplamientos.

En particular, la presente invención se relaciona a los indicadores de desgaste de acoplamientos para proveer la magnitud de desgaste del acoplamiento en tiempo real.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Un acoplamiento es un implemento usado para unir dos ejes en su extremo para facilitar la transmisión de energía. La principal función de un acoplamiento es unir dos piezas de equipo rotatorio al tiempo que permite que exista cierto grado de desalineación o movimiento o ambos. Específicamente, los acoplamientos se usan en maquinaria con diferentes propósitos, como conectar ejes de unidades que son fabricadas por separado, como un motor y un generador; permitir la desconexión para reparaciones o alteraciones; reducir la transmisión de fuerza de choque de un eje al otro; alterar las características de vibración de unidades rotatorias; brindar protección contra sobrecargas, y similares.

En general, la falla de un acoplamiento conduce a una falla en la máquina/equipo conectado al mismo. Por lo tanto, un mantenimiento y reemplazo oportuno del acoplamiento es necesario por la seguridad, eficiencia y efectividad de la máquina o equipo. Una de las principales razones de fallas en un acoplamiento es el desgaste. Los acoplamientos se desgastan con el uso. Una vez que se llega al máximo límite de desgaste, de 6 a 8 mm en acoplamientos medianosgrandes, el usuario no debe continuar utilizando estos acoplamientos. Actualmente, para revisar el límite de desgaste de acoplamientos, se incluyen muescas indicadoras en el acoplamiento. En consecuencia, al observar estas muescas indicadoras, un usuario puede monitorizar la situación del desgaste regularmente. Sin embargo, este método de monitorizar el desgaste observando las muescas indicadoras de los acoplamientos es inconveniente, difícil e ineficiente comparativamente hablando.

También se publicó en una técnica anterior un mecanismo electromecánico que se adapta para emitir señales a un controlador lógico programable (PLC por sus siglas en inglés) de la máquina/equipo cuando se alcanza el límite de desgaste. Sin embargo, incluso esa técnica adaptada para monitorizar el desgaste es incapaz de proveer la magnitud del desgaste de los acoplamientos en tiempo real. Además, dicha técnica para monitorizar el desgaste es susceptible de dar valores de límite de desgaste falsos debido a desalineación, sacudidas repentinas y similares. También, el aparato para monitorizar de dicha técnica necesita ser montado/desmontado de acuerdo con la dirección de carga.

Por lo tanto, es necesario un indicador de desgaste de acoplamiento adaptado para indicar la magnitud del desgaste del acoplamiento en tiempo real. Además, es necesario un indicador de desgaste del acoplamiento adaptado para indicar la magnitud de desgaste del acoplamiento en tiempo real con base en el promedio de varios ciclos, y así prevenir señales de límite de desgaste falsas. Además, es necesario un indicador de desgaste de acoplamiento que excluya el montaje/desmontaje basado en la dirección de carga. Aún más, es necesario un indicador de desgaste de acoplamiento que sea de construcción simple.

OBJETIVO DE LA INVENCIÓN

Un objetivo de la presente invención es presentar un indicador de desgaste de acoplamiento adaptado para proveer la magnitud del desgaste del acoplamiento en tiempo real.

Otro objetivo de la invención es presentar un indicador de desgaste del acoplamiento adaptado para indicar la magnitud de desgaste en tiempo real con base en el promedio de varios ciclos, y así evitar señales de límite de desgaste falsas.

Otro objetivo más de la presente invención es presentar un indicador de desgaste de acoplamiento que excluya el montaje/desmontaje basado en la dirección de carga.

Otro objetivo de la presente invención es presentar un indicador de desgaste de acoplamiento que sea de construcción simple.

Otro objetivo de la presente invención es presentar un indicador de desgaste de acoplamiento conveniente, fácil de usar y efectivo.

Aún otro objetivo de la presente invención es presentar un indicador de desgaste de acoplamiento que evite una falla repentina del acoplamiento.

Otro objetivo de la presente invención es presentar un indicador de desgaste de acoplamiento que sea fácil de instalar.

SUMARIO DE LA INVENCIÓN

De acuerdo con un aspecto de la presente invención, se ofrece un indicador de desgaste de acoplamiento operado por computadora para determinar la magnitud del desgaste del acoplamiento en tiempo real. El indicador de desgaste del acoplamiento incluye al menos un par de pernos calibradores, un perno de referencia, medios sensores y medios computacionales. En la configuración operativa del indicador, el par de pernos calibradores es adaptado para ser colocado en un acoplamiento; el perno de referencia es acoplado funcionalmente al acoplamiento y colocado entre el par de pernos calibradores al mismo/diferente nivel operativo que el par de pernos calibradores. Los medios sensores se acoplan funcionalmente al par o pares de pernos calibradores y el perno de referencia y se adaptan para detectar los patrones de pulso de los pernos calibradores y de referencia durante la rotación operativa del acoplamiento. Los medios computacionales se acoplan comunicativamente a los medios sensores y se adaptan para calcular la magnitud de desgaste del acoplamiento en función de los patrones de pulso y la distancia entre el par de pernos calibradores.

Comúnmente, el indicador de desgaste de acoplamientos operado por computadora además incluye una pantalla para indicar la magnitud de desgaste del acoplador en tiempo real.

Alternativamente, un panel de control tiene dicha pantalla incluida.

Además, el indicador de desgaste del acoplamiento puede ser provisto de un controlador lógico programable (PLC por sus siglas en inglés) que se adapta para recibir operativamente señales cuando se alcanza el límite de desgaste del acoplamiento.

De acuerdo con un modo de aplicación de la invención, el perno de referencia es adaptado funcionalmente al buje del acoplamiento.

Alternativamente, el perno de referencia es adaptado para colocarse en la abrazadera del acoplamiento.

En otra versión de la presente invención se utiliza un soporte para conectar el perno de referencia al acoplamiento.

Adicionalmente, el indicador de desgaste de acoplamiento operado por computadora puede incluir medios de advertencia para contar con una señal de advertencia cuando se alcance el límite de desgaste.

De acuerdo con una modalidad de la invención, el par de pernos calibradores es adaptado para colocarse en la abrazadera del acoplamiento.

Alternativamente, el par de pernos calibradores es adaptado para colocarse en el buje del acoplamiento.

Comúnmente, el par de pernos calibradores es adaptado para ser colocado en la abrazadera del acoplamiento a una distancia de 10% de la distancia circunferencial de la abrazadera en la configuración operativa del indicador.

En una versión de la presente invención se utiliza un soporte para sensores para conectar los medios sensores a la caja de engranajes.

En una modalidad de la presente invención, los medios sensores incluyen un solo sensor acoplado funcionalmente al par de pernos calibradores y al perno de referencia; alternativamente, los medios sensores incluyen un primer sensor acoplado funcionalmente al par de pernos calibradores y un segundo sensor acoplado funcionalmente al perno de referencia.

Frecuentemente, se coloca un primer sensor para detectar los patrones de pulso del par de pernos calibradores y el segundo sensor se coloca para detectar los patrones de pulso del perno de referencia.

De acuerdo con una modalidad preferida de la presente invención, se utiliza un indicador de desgaste de acoplamiento operado por computadora que comprende:

• dos pares de pernos calibradores adaptados para ser colocados en un acoplamiento;

• un perno de referencia adaptado para ser acoplado funcionalmente al buje del acoplamiento y adaptado operativamente para ser colocado en la posición central entre los pares de pernos calibradores al mismo nivel operativo que los pares de pernos calibradores; cada par de pernos calibradores es colocado en ambos lados del perno de referencia;

• medios sensores acoplados funcionalmente a los pares de pernos calibradores y al perno de referencia adaptados para detectar los patrones de pulso de los pernos calibradores y del perno de referencia generados durante la rotación operativa...

1. Un indicador de desgaste de acoplamientos operado por computadora para determinar la magnitud de desgaste de acoplamientos en tiempo real, caracterizado porque comprende:

• al menos un par de pernos calibradores adaptados para ser colocados en un acoplamiento;

• un perno de referencia adaptado para ser funcionalmente adaptado a dicho acoplamiento y adaptado operativamente para ser colocado entre dicho par de pernos calibradores;

• medios sensores acoplados funcionalmente a dicho par o pares de pernos calibradores y dicho perno de referencia y adaptados para detectar los patrones de pulso de dicho par de pernos calibradores y dicho perno de referencia durante la rotación operativa del acoplamiento; y

• medios computacionales acoplados comunicativamente a dichos medios sensores y adaptados para calcular la magnitud de desgaste de dicho acoplamiento en función de dichos patrones de pulso y la distancia entre dicho par de pernos calibradores.

2. El indicador de desgaste de acoplamientos operado por computadora según la reivindicación 1, que además comprende una pantalla para indicar la magnitud de desgaste de dichos acopladores en tiempo real.

3. El indicador de desgaste de acoplamientos operado por computadora según la reivindicación 2, que además comprende un panel de control adaptado para contener dicha pantalla.

4. El indicador de desgaste de acoplamientos operado por computador según la reivindicación 1, que además comprende un controlador lógico programable (PLC por sus siglas en inglés) adaptado para recibir operativamente señales cuando se alcanza el límite de desgaste de dicho acoplamiento.

5. El indicador de desgaste de acoplamientos operado por computadora según la reivindicación 1, donde dicho perno de referencia está adaptado para ser acoplado funcionalmente al buje de un acoplamiento al mismo nivel operativo de dicho par de pernos calibradores.

6. El indicador de desgaste de acoplamientos operado por computadora según la reivindicación 1, donde dicho perno de referencia está adaptado para ser colocado en la abrazadera de un acoplamiento.

7. El indicador de desgaste de acoplamientos operado por computadora según la reivindicación 1, que además comprende un soporte adaptado para conectar dicho perno de referencia al buje de un acoplamiento.

8. El indicador de desgaste de acoplamiento operado por computadora según la reivindicación 1, que además comprende medios de advertencia para dar una señal de advertencia cuando se alcance el límite de desgaste.

9. El indicador de desgaste de acoplamientos operado por computadora según la reivindicación 1, donde dicho par de pernos calibradores está adaptado para ser acoplado funcionalmente a la abrazadera de un acoplamiento.

10. El indicador de desgaste de acoplamientos operado por computadora según la reivindicación 1, donde dicho par de pernos calibradores está adaptado para ser acoplado funcionalmente al buje de un acoplamiento.

11. El indicador de desgaste de acoplamientos operado por computadora según la reivindicación 1, donde dicho par de pernos calibradores está adaptado para ser colocado en la abrazadera de un acoplamiento a una distancia de 10% de la distancia circunferencial de dicha abrazadera en la configuración operativa.

12. El indicador de desgaste de acoplamientos operado por computadora según la reivindicación 1, que además comprende un soporte de sensor adaptado para conectar dichos medios sensores a una caja de engranaje.

13. El indicador de desgaste de acoplamientos operado por computadora según la reivindicación 1, donde dichos medios sensores comprenden un primer sensor acoplado funcionalmente a dicho par de pernos calibradores y a un segundo sensor acoplado funcionalmente a dicho perno de referencia.

14. El indicador de desgaste de acoplamientos operado por computadora según la reivindicación 13, en el cual dicho primer sensor está adaptado para detectar pulsos de dicho par de pernos calibradores y dicho segundo sensor sea adaptado para detectar los pulsos de dicho perno de referencia.

15. Un indicador de desgaste de acoplamientos operado por computadora según la reivindicación 1, comprendiendo además dicho indicador de desgaste de acoplamientos:

• dos pares de pernos calibradores adaptados para ser colocados en un acoplamiento;

• un perno de referencia adaptado para ser acoplado funcionalmente a dicho acoplamiento y adaptado operativamente para ser colocado en la posición central entre dichos pares de pernos calibradores al mismo nivel

operativo de dichos pares de pernos calibradores; cada par de pernos calibradores es colocado en ambos lados de dicho perno de referencia;

• medios sensores acoplados funcionalmente a dichos pares de pernos calibradores y dicho perno de referencia y adaptados para detectar los patrones de pulso de dichos pares de pernos calibradores y dicho perno de referencia generados durante la rotación operativa del acoplamiento; y

• medios computacionales acoplados comunicativamente a dichos medios sensores y adaptados para calcular la magnitud de desgaste de dicho acoplamiento en función de dichos patrones de pulso y la distancia entre dichos pares de pernos calibradores.

16. El indicador de desgaste de acoplamientos operado por computadora según la reivindicación 15, donde dicho perno de referencia está adaptado para ser acoplado funcionalmente al buje de un acoplamiento.

17. El indicador de desgaste de acoplamientos operado por computadora según la reivindicación 15, donde dicho par de pernos calibradores está adaptado para ser acoplado funcionalmente a la abrazadera de un acoplamiento.

18. El indicador de desgaste de acoplamientos operado por computadora según la reivindicación 15, donde dichos pares de pernos calibradores y dicho perno de referencia están adaptados para generar pulsos de diferentes anchos.

19. El indicador de desgaste de acoplamientos operado por computadora según la reivindicación 15, donde los diámetros de dichos pares de pernos calibradores difieren del diámetro de dicho perno de referencia.

20. El indicador de desgaste de acoplamientos operado por computadora según la reivindicación 1, donde dichos medios sensores comprenden elementos sensores seleccionados del grupo compuesto por un elemento piezoeléctrico, un elemento capacitivo, un elemento piezoresistente, elementos sensibles a la presión, un elemento óptico, elemento sensor de proximidad, un elemento piezoeléctrico de película PVDF, un elemento de cuarzo, elementos semiconductores, un elemento de cristal piezoeléctrico, elemento de ortofosfato de galio, elemento magnetoestrictivo, lámina recubierta de silicio y un elemento sensor de contracorriente.

21. El indicador de desgaste de acoplamientos operado por computadora según la reivindicación 1, donde dichos medios computacionales están adaptados para considerar selectivamente los patrones de pulso de ciclos de ‘velocidad constante completos’ solamente y además están adaptados para calcular la magnitud de desgaste con base en un promedio de valores que formen parte de un subrango que defina el número más alto de datos de desgaste consistente de al menos 50 ciclos.

22. El indicador de desgaste de acoplamientos operado por computadora según la reivindicación 1, donde dichos medios sensores comprenden un par de sensores montados en el acoplamiento de un engranaje en un ángulo de 90 grados entre cada uno en un plano de medición; y dichos medios computacionales están además adaptados para considerar selectivamente patrones de pulso solamente cuando dicho par de sensores generen lecturas idénticas.

23. El indicador de desgaste de acoplamientos operado por computadora según la reivindicación 1, donde dicho perno de referencia está colocado entre al menos un par de dichos pernos calibradores en el mismo nivel operativo.