一種自監(jiān)測(cè)的發(fā)電機(jī)用圓錐滾子軸承的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種自監(jiān)測(cè)的發(fā)電機(jī)用圓錐滾子軸承，屬于軸承【技術(shù)領(lǐng)域】。外圈上裝有嵌有激勵(lì)磁鐵一及二的激勵(lì)盤(pán)，內(nèi)圈上裝有右?jiàn)A板，右?jiàn)A板上裝有熱電偶、電路板及左夾板，左右?jiàn)A板間壓金屬膜，金屬膜上粘有壓電膜構(gòu)成俘能器，俘能器上裝有受激磁鐵一，受激磁鐵一置于左夾板的導(dǎo)向孔內(nèi)；壓板依次將碟形彈簧、受激磁鐵二和用于轉(zhuǎn)速測(cè)量的壓電體壓接在左夾板的盲孔內(nèi)，所述壓電體、俘能器及熱電偶分別通過(guò)導(dǎo)線組與電路板連接。優(yōu)勢(shì)與特色：具有自供能傳感監(jiān)測(cè)功能，無(wú)需改變安裝設(shè)備的結(jié)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)真正意義上的實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)；俘能器結(jié)構(gòu)及激勵(lì)磁鐵配置參數(shù)確定合理，發(fā)供電能力強(qiáng)；采用導(dǎo)向孔防止受激磁鐵扭擺，提高俘能器可靠性。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種自監(jiān)測(cè)的發(fā)電機(jī)用圓錐滾子軸承
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于軸承監(jiān)測(cè)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種自監(jiān)測(cè)的發(fā)電機(jī)用圓錐滾子軸承?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]軸承是一種典型的機(jī)械基礎(chǔ)件，在機(jī)械、車(chē)輛、航空航天、輪船及能源等領(lǐng)域都有著極其廣泛的應(yīng)用；然而，軸承也是轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)器中最易損壞的零件之一，旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障的30%是由軸承失效所引發(fā)的。因此，軸承的狀態(tài)監(jiān)測(cè)與早期故障診斷已引起人們的高度重視。軸承狀態(tài)的在線監(jiān)測(cè)已經(jīng)逐步成為大型發(fā)電機(jī)、輪船、高鐵以及航空器等領(lǐng)域不可或缺的技術(shù)，所需監(jiān)測(cè)的指標(biāo)包括諸如溫度、振動(dòng)、轉(zhuǎn)速及噪音等。早期的軸承監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要是外掛式的，其弊端之一是傳感器與信號(hào)源間的距離較遠(yuǎn)，屬于非接觸的間接測(cè)量，故誤差較大。近年來(lái)，人們又相繼提出了不同形式的嵌入式監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，這種方法可解決測(cè)量精度及準(zhǔn)確性問(wèn)題，但需要改變相關(guān)設(shè)備的結(jié)構(gòu)或其完整性，以便安裝傳感監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，這不但容易引起設(shè)備零部件的應(yīng)力集中等問(wèn)題，在一些結(jié)構(gòu)復(fù)雜或空間有限的設(shè)備上也是無(wú)法實(shí)現(xiàn)的；最為關(guān)鍵的是，當(dāng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)需要隨軸承內(nèi)圈或外圈一起轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，不便通過(guò)電線供電，而采用電池供電使用時(shí)間很短。因此，目前的軸承監(jiān)測(cè)系統(tǒng)基本上還都是非實(shí)時(shí)的、間接的非接觸測(cè)量，難以及時(shí)準(zhǔn)確地獲得軸承的運(yùn)行狀態(tài)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明提供一種自監(jiān)測(cè)的發(fā)電機(jī)用圓錐滾子軸承，以解決現(xiàn)有軸承監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中所存在的還都是非實(shí)時(shí)的、間接的非接觸測(cè)量，難以及時(shí)準(zhǔn)確地獲得軸承的運(yùn)行狀態(tài)的問(wèn)題。
[0004]本發(fā)明采取的技術(shù)方案是:包括內(nèi)圈、圓錐體、外圈,所述外圈寬度大于內(nèi)圈的寬度，夕卜圈的內(nèi)孔包括圓錐孔和圓柱孔兩部分；內(nèi)圈與外圈一側(cè)對(duì)齊安裝，非對(duì)齊一側(cè)外圈的端面通過(guò)螺釘固定有激勵(lì)盤(pán)的法蘭，并通過(guò)激勵(lì)盤(pán)上的軸肩與外圈的圓柱孔定位，激勵(lì)盤(pán)上鑲嵌有一組激勵(lì)磁鐵一和一個(gè)激勵(lì)磁鐵二，非對(duì)齊一側(cè)內(nèi)圈的端面通過(guò)螺釘固定有右?jiàn)A板，右?jiàn)A板的外緣表面與外圈的圓柱孔間設(shè)有密封圈，右?jiàn)A板的軸肩與內(nèi)圈的內(nèi)孔過(guò)盈配合，右?jiàn)A板還通過(guò)螺釘固定有左夾板，左夾板和右?jiàn)A板之間壓接有環(huán)形金屬膜，右?jiàn)A板上設(shè)有一組腔A、一個(gè)階梯孔以及連通腔A和階梯孔的走線槽，至少一個(gè)腔A底壁上安裝有熱電偶，階梯孔中采用螺釘安裝有電路板，左夾板上設(shè)有一組腔B、一個(gè)盲孔、一個(gè)走線通孔和定位軸肩，在所述腔B的底部還設(shè)有導(dǎo)向孔，左夾板通過(guò)其上的定位軸肩與右?jiàn)A板上的階梯孔定位安裝，左夾板上的腔B與右?jiàn)A板上的腔A半徑相等，在腔A —側(cè)的金屬膜表面粘接有壓電膜，粘接后的壓電膜和金屬膜共同構(gòu)成俘能器，在所述俘能器的中心處通過(guò)螺釘固定有受激磁鐵一，受激磁鐵一置于左夾板的導(dǎo)向孔內(nèi)，所述受激磁鐵一與激勵(lì)磁鐵一的半徑及距內(nèi)圈中心的距離分別相等，所述兩圓周方向相鄰的激勵(lì)磁鐵一的軸向磁極配置方向相反，壓板通過(guò)螺釘固定在左夾板上，并依次將碟形彈簧、受激磁鐵二和壓電體壓接在左夾板的盲孔內(nèi)，所述受激磁鐵二與激勵(lì)磁鐵二的半徑及距內(nèi)圈的中心的距離分別相等；所述壓電體、俘能器及熱電偶分別通過(guò)導(dǎo)線組一、導(dǎo)線組二和導(dǎo)線組三與電路板連接。
[0005]本發(fā)明一種實(shí)施方式:為提高俘能器的發(fā)電能力，激勵(lì)磁鐵一的數(shù)量η應(yīng)滿足下
式，即
【權(quán)利要求】
1.一種自監(jiān)測(cè)的發(fā)電機(jī)用圓錐滾子軸承，包括內(nèi)圈、圓錐體、外圈，其特征在于:所述外圈寬度大于內(nèi)圈的寬度，外圈的內(nèi)孔包括圓錐孔和圓柱孔兩部分；內(nèi)圈與外圈一側(cè)對(duì)齊安裝，非對(duì)齊一側(cè)外圈的端面通過(guò)螺釘固定有激勵(lì)盤(pán)的法蘭，并通過(guò)激勵(lì)盤(pán)上的軸肩與外圈的圓柱孔定位，激勵(lì)盤(pán)上鑲嵌有一組激勵(lì)磁鐵一和一個(gè)激勵(lì)磁鐵二，非對(duì)齊一側(cè)內(nèi)圈的端面通過(guò)螺釘固定有右?jiàn)A板，右?jiàn)A板的外緣表面與外圈的圓柱孔間設(shè)有密封圈，右?jiàn)A板的軸肩與內(nèi)圈的內(nèi)孔過(guò)盈配合，右?jiàn)A板還通過(guò)螺釘固定有左夾板，左夾板和右?jiàn)A板之間壓接有環(huán)形金屬膜，右?jiàn)A板上設(shè)有一組腔A、一個(gè)階梯孔以及連通腔A和階梯孔的走線槽，至少一個(gè)腔A底壁上安裝有熱電偶，階梯孔中采用螺釘安裝有電路板，左夾板上設(shè)有一組腔B、一個(gè)盲孔、一個(gè)走線通孔和定位軸肩，在所述腔B的底部還設(shè)有導(dǎo)向孔，左夾板通過(guò)其上的定位軸肩與右?jiàn)A板上的階梯孔定位安裝，左夾板上的腔B與右?jiàn)A板上的腔A半徑相等，在腔A—側(cè)的金屬膜表面粘接有壓電膜，粘接后的壓電膜和金屬膜共同構(gòu)成俘能器，在所述俘能器的中心處通過(guò)螺釘固定有受激磁鐵一，受激磁鐵一置于左夾板的導(dǎo)向孔內(nèi)，所述受激磁鐵一與激勵(lì)磁鐵一的半徑及距內(nèi)圈中心的距離分別相等，所述兩圓周方向相鄰的激勵(lì)磁鐵一的軸向磁極配置方向相反，壓板通過(guò)螺釘固定在左夾板上，并依次將碟形彈簧、受激磁鐵二和壓電體壓接在左夾板的盲孔內(nèi)，所述受激磁鐵二與激勵(lì)磁鐵二的半徑及距內(nèi)圈的中心的距離分別相等；所述壓電體、俘能器及熱電偶分別通過(guò)導(dǎo)線組一、導(dǎo)線組二和導(dǎo)線組三與電路板連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自監(jiān)測(cè)的發(fā)電機(jī)用圓錐滾子軸承，其特征在于:所述激勵(lì)磁鐵一的數(shù)量η應(yīng)滿足下式，即
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種自監(jiān)測(cè)的發(fā)電機(jī)用圓錐滾子軸承，其特征在于:所述金屬膜及壓電膜的材料分別為鈹青銅和PZT4，且壓電膜厚度與俘能器總厚度比β的取值范圍為0.5〈β〈0.7、壓電膜半徑與右?jiàn)A板上的腔A半徑之比α的取值范圍為0.5< α〈0.7。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種自監(jiān)測(cè)的發(fā)電機(jī)用圓錐滾子軸承，其特征在于:左夾板、右?jiàn)A板間俘能器的最佳數(shù)量為η = 4、最佳半徑均為(ι = 0.4142 (Rtl-H)，其中Rtl為外圈的內(nèi)孔半徑、H為金屬膜的夾緊量。
【文檔編號(hào)】F16C33/30GK103982542SQ201410233029
【公開(kāi)日】2014年8月13日 申請(qǐng)日期:2014年5月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月28日
【發(fā)明者】王淑云, 劉殿龍, 闞君武, 曾平, 程光明 申請(qǐng)人:浙江師范大學(xué)