風(fēng)力發(fā)電機(jī)用自感知圓錐滾子軸承的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及風(fēng)力發(fā)電機(jī)用自感知圓錐滾子軸承，屬于軸承及其監(jiān)測(cè)【技術(shù)領(lǐng)域】。內(nèi)圈左端及外圈右端鑲嵌有激勵(lì)磁鐵；內(nèi)圈階梯軸上和外圈階梯孔內(nèi)分別裝有右盤和左盤，右盤和左盤上設(shè)有階梯環(huán)槽和導(dǎo)向孔，右盤和左盤上分別裝有右壓板和左壓板，所述壓板上設(shè)有限位面，左右盤和壓板間壓接有壓電振子，壓電振子上的金屬基板與所述的圓弧限位面相接觸；壓電振子自由端裝有受激磁鐵，受激磁鐵置于導(dǎo)向孔內(nèi)，梯環(huán)槽中安裝有電路板和傳感器。優(yōu)點(diǎn)是具有自供能傳感監(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)；壓電振子結(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)；具有導(dǎo)向孔及限位措施，可靠性高。
【專利說(shuō)明】風(fēng)力發(fā)電機(jī)用自感知圓錐滾子軸承

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于軸承及其監(jiān)測(cè)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及風(fēng)力發(fā)電機(jī)用自感知圓錐滾子軸承。

【背景技術(shù)】
[0002]軸承是一種典型的機(jī)械基礎(chǔ)件，在機(jī)械、車輛、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]本實(shí)用新型提供一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)用自感知圓錐滾子軸承，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]本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案是:包括內(nèi)圈、圓錐體、保持架、外圈，所述內(nèi)圈的右端設(shè)有階梯軸，外圈的左端設(shè)有階梯孔，所述內(nèi)圈的左端及外圈的右端分別鑲嵌有一組激勵(lì)磁鐵，所述內(nèi)圈的階梯軸上和外圈的階梯孔內(nèi)分別通過(guò)過(guò)盈配合安裝有右盤和左盤，所述右盤上設(shè)有右階梯環(huán)槽和右導(dǎo)向孔，所述左盤上設(shè)有左階梯環(huán)槽和左導(dǎo)向孔，所述右盤和左盤上分別通過(guò)螺釘安裝有右壓板和左壓板，所述右壓板和左壓板分別設(shè)有等曲率半徑的右圓弧限位面和左圓弧限位面，所述右盤和右壓板之間、以及左盤和左壓板之間分別壓接有一組由基板一與壓電片一粘接而成的懸臂梁型壓電振子一和由基板二與壓電片二粘接而成的懸臂梁型壓電振子二，所述壓電振子一上的金屬基板與右壓板的右圓弧限位面相接觸、壓電振子二的上金屬基板二與左壓板的左圓弧限位面相接觸，所述壓電振子一及壓電振子二的自由端分別通過(guò)螺釘固定有受激磁鐵，所述受激磁鐵置于右導(dǎo)向孔或左導(dǎo)向孔內(nèi)，所述受激磁鐵和激勵(lì)磁鐵的半徑相等，右階梯環(huán)槽和左階梯環(huán)槽處分別通過(guò)螺釘安裝有電路板一和電路板二，右階梯環(huán)槽和左階梯環(huán)槽內(nèi)還分別設(shè)有傳感器一和傳感器二，所述傳感器一及壓電振子一分別通過(guò)不同的導(dǎo)線組與電路板一相連，傳感器二和壓電振子二分別通過(guò)不同的導(dǎo)線組與電路板二相連。
[0005]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)新穎，軸承自身具有自供能傳感監(jiān)測(cè)功能，作為獨(dú)立的標(biāo)準(zhǔn)部件使用，無(wú)需改變其安裝設(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)；壓電振子結(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、通過(guò)限位面限制壓電片所受拉應(yīng)力，提高壓電振子可靠性和發(fā)電量。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0006]圖1是本實(shí)用新型一個(gè)較佳實(shí)施例的結(jié)構(gòu)剖面圖；
[0007]圖2是本實(shí)用新型內(nèi)外圈及圓錐滾子裝配后的結(jié)構(gòu)；
[0008]圖3是本實(shí)用新型右壓板的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0009]圖4是本實(shí)用新型激勵(lì)磁鐵的配置圖；
[0010]圖5是本實(shí)用新型左盤的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0011]圖6是圖5的右視圖；
[0012]圖7是本實(shí)用新型不同定角比時(shí)梁上磁鐵所受作用力與轉(zhuǎn)角比的關(guān)系曲線圖；
[0013]圖8是本實(shí)用新型激勵(lì)系數(shù)、最大作用力與定角比的關(guān)系曲線圖；
[0014]圖9是本實(shí)用新型壓電振子發(fā)電量與其厚度比的關(guān)系曲線圖。

【具體實(shí)施方式】
[0015]如圖1?圖6所示,包括內(nèi)圈1、圓錐體2、保持架3、外圈4,所述內(nèi)圈I的右端設(shè)有階梯軸11，外圈4的左端設(shè)有階梯孔41，所述內(nèi)圈I的左端及外圈4的右端分別鑲嵌有一組激勵(lì)磁鐵C2，所述內(nèi)圈I的階梯軸11上和外圈4的階梯孔41內(nèi)分別通過(guò)過(guò)盈配合安裝有右盤5和左盤5’，所述右盤5上設(shè)有右階梯環(huán)槽51和右導(dǎo)向孔52，所述左盤5’上設(shè)有左階梯環(huán)槽51’和左導(dǎo)向孔52’，所述右盤5和左盤5’上分別通過(guò)螺釘安裝有右壓板6和左壓板6’，所述右壓板6和左壓板6’分別設(shè)有等曲率半徑的右圓弧限位面61和左圓弧限位面61’，所述右盤5和右壓板6之間、以及左盤5’和左壓板6’之間分別壓接有一組由基板一 7與壓電片一 8粘接而成的懸臂梁型壓電振子一 Al和由基板二 V與壓電片二 8，粘接而成的懸臂梁型壓電振子二 A2，所述壓電振子一 Al上的金屬基板7與右壓板6的右圓弧限位面61相接觸、壓電振子二 A2的上金屬基板二 7’與左壓板6’的左圓弧限位面61’相接觸，所述壓電振子一 Al及壓電振子二 A2的自由端分別通過(guò)螺釘固定有受激磁鐵Cl，所述受激磁鐵Cl置于右導(dǎo)向孔52或左導(dǎo)向孔52’內(nèi)，所述受激磁鐵Cl和激勵(lì)磁鐵C2的半徑相等，右階梯環(huán)槽51和左階梯環(huán)槽51’處分別通過(guò)螺釘安裝有電路板一 BI和電路板二 B2，右階梯環(huán)槽51和左階梯環(huán)槽51’內(nèi)還分別設(shè)有傳感器一 SI和傳感器二 S2，所述傳感器一 SI及壓電振子一 Al分別通過(guò)不同的導(dǎo)線組與電路板一 BI相連，傳感器二 S2和壓電振子二 A2分別通過(guò)不同的導(dǎo)線組與電路板二 B2相連。
[0016]工作過(guò)程中，當(dāng)內(nèi)圈I與外圈4做相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，受激磁鐵Cl與激勵(lì)磁鐵C2之間產(chǎn)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，并改變受激磁鐵Cl與激勵(lì)磁鐵C2之間的軸向作用力，從而使壓電振子一 Al和壓電振子二 A2所受的作用力交替地增加和減小，從而將機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能，所生成的電能經(jīng)轉(zhuǎn)換處理后為傳感監(jiān)測(cè)系統(tǒng)供電。本實(shí)用新型中，通過(guò)右圓弧限位面61和左圓弧限位面61’限制所述壓電振子中壓電片一 8和壓電片二 8，所受的最大拉應(yīng)力、通過(guò)左右導(dǎo)向孔52’和52防止壓電振子扭擺，故可同時(shí)獲得較大的發(fā)電能力和較高的可靠性。
[0017]本實(shí)用新型中，為提高壓電振子一 Al和壓電振子二 A2的發(fā)電能力，內(nèi)圈I及外圈4圓周上兩相鄰激勵(lì)磁鐵C2的磁極的軸向配置方向相反，每組壓電振子一 Al上或壓電振子二 A2上的受激磁鐵Cl的磁極的軸向配置方向分別相同，兩組壓電振子一 Al與壓電振子二A2上的受激磁鐵Cl的磁極的軸向配置方向相反；內(nèi)圈I及外圈4上的激勵(lì)磁鐵C2的數(shù)量
η應(yīng)滿足下式，即

【權(quán)利要求】
1.一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)用自感知圓錐滾子軸承，包括內(nèi)圈、圓錐體、保持架、外圈，其特征在于:所述內(nèi)圈的右端設(shè)有階梯軸，外圈的左端設(shè)有階梯孔，所述內(nèi)圈的左端及外圈的右端分別鑲嵌有一組激勵(lì)磁鐵，所述內(nèi)圈的階梯軸上和外圈的階梯孔內(nèi)分別通過(guò)過(guò)盈配合安裝有右盤和左盤，所述右盤上設(shè)有右階梯環(huán)槽和右導(dǎo)向孔，所述左盤上設(shè)有左階梯環(huán)槽和左導(dǎo)向孔，所述右盤和左盤上分別通過(guò)螺釘安裝有右壓板和左壓板，所述右壓板和左壓板分別設(shè)有等曲率半徑的右圓弧限位面和左圓弧限位面，所述右盤和右壓板之間、以及左盤和左壓板之間分別壓接有一組由基板一與壓電片一粘接而成的懸臂梁型壓電振子一和由基板二與壓電片二粘接而成的懸臂梁型壓電振子二，所述壓電振子一上的金屬基板與右壓板的右圓弧限位面相接觸、壓電振子二的上金屬基板二與左壓板的左圓弧限位面相接觸，所述壓電振子一及壓電振子二的自由端分別通過(guò)螺釘固定有受激磁鐵，所述受激磁鐵置于右導(dǎo)向孔或左導(dǎo)向孔內(nèi)，所述受激磁鐵和激勵(lì)磁鐵的半徑相等，右階梯環(huán)槽和左階梯環(huán)槽處分別通過(guò)螺釘安裝有電路板一和電路板二，右階梯環(huán)槽和左階梯環(huán)槽內(nèi)還分別設(shè)有傳感器一和傳感器二，所述傳感器一及壓電振子一分別通過(guò)不同的導(dǎo)線組與電路板一相連，傳感器二和壓電振子二分別通過(guò)不同的導(dǎo)線組與電路板二相連。
【文檔編號(hào)】F16C33/58GK203856889SQ201420282044
【公開(kāi)日】2014年10月1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, 李勝杰, 闞君武, 曾平, 程光明 申請(qǐng)人:浙江師范大學(xué)