測量機械軸承振蕩的方法和裝置制造方法
【專利摘要】實施例涉及一種在軸承(109)內(nèi)測量機械軸承振蕩的裝置(101)和方法，該軸承支承聯(lián)接至軸承(109)內(nèi)圈(107)的旋轉(zhuǎn)軸(103)，所述裝置包括：螺栓(119)，其設(shè)置成與軸承(109)的外圈(123)壓配合，以便通過軸承振蕩來激發(fā)螺栓振蕩；傳感器(121)，其機械地聯(lián)接至所述螺栓(119)，用于記錄所述螺栓振蕩，該螺栓振蕩表示所述軸承振蕩。
【專利說明】測量機械軸承振蕩的方法和裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]實施例涉及一種測量機械軸承振蕩的方法和裝置，該振蕩特別發(fā)生車輪旋轉(zhuǎn)時，比如火車的轉(zhuǎn)向架或載重架的車輪。

【背景技術(shù)】
[0002]機械軸承可以支承車輪(例如，其沿著鐵路滾動和傳播)所連接的旋轉(zhuǎn)軸?？梢云谕氖窃诓僮髌陂g監(jiān)測軸承的狀態(tài)。由此，在狀態(tài)監(jiān)測中，可以期望的是測量例如源于滾動元件軸承(例如，具有成形為部分的圓錐體、圓柱體或球體的滾動元件的軸承)的振動或振蕩。傳統(tǒng)上，振動傳感器可以通過粘接劑粘合或通過壓配合而連接成靠近振動源，以確保目標(biāo)和傳感器表面之間振動的良好傳輸。
[0003]鑄鐵通?？捎糜诰哂袕?fù)雜幾何形狀和高產(chǎn)量的部件(比如內(nèi)燃機的發(fā)動機機體)。由于鑄鐵抗氧化，所以其非常受歡迎并得到經(jīng)常使用。然而，由于微結(jié)構(gòu)內(nèi)的碳晶體，鑄鐵結(jié)構(gòu)具有相當(dāng)高的減振性能?；疖囕喍松w通常由鑄鐵制成。然而，鑄鐵(特別是在用作火車輪端蓋時)的減振性能或阻尼性能是不利的。特別地，在到達(dá)振動傳感器之前，減振性能削減了軸承振動的幅度。因此，常規(guī)系統(tǒng)中的振動傳感器因振蕩經(jīng)由涉及鑄鐵結(jié)構(gòu)的傳遞路徑的衰減而僅接收相對強烈地減弱的信號幅度。
[0004]在這些情況下，通常使用的是具有相對高的增益且昂貴和復(fù)雜的信號處理電路的傳感器來測量軸承振蕩并獲得相應(yīng)的測量信號。
[0005]需要一種可能會減少至少一些上述問題的測量機械軸承振蕩的裝置和方法。特別地，需要一種在存在的材料或結(jié)構(gòu)對機械振蕩或振動(特別是在超聲頻率范圍內(nèi))具有相對較高的減震性能的情況下測量機械軸承振蕩的裝置和方法。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]這樣的需要正是通過分別針對一種測量機械軸承振蕩的方法和裝置的獨立權(quán)利要求而得到解決的。從屬權(quán)利要求具體說明了所述方法和/或裝置的特定實施例。
[0007]應(yīng)當(dāng)理解的是，單獨地或以任何組合形式公開、描述、說明或提供的測量機械軸承振蕩的方法的特征同樣是適用的，或者可以用于根據(jù)本發(fā)明實施例的測量機械軸承振蕩的裝置，反之亦然。
[0008]根據(jù)第一方面，提供了一種在軸承內(nèi)測量機械軸承振蕩的方法的實施例，其中，該軸承支承聯(lián)接至軸承內(nèi)圈的旋轉(zhuǎn)軸。由此，所述方法包括通過所述軸承振蕩來激發(fā)螺栓的螺栓振蕩，所述螺栓設(shè)置成與軸承的外圈壓配合，以便實現(xiàn)機械聯(lián)接，用于將所述軸承振蕩傳遞至螺栓。此外，所述方法包括通過使用機械地聯(lián)接至螺栓的傳感器來記錄所述螺栓振蕩，該螺栓振蕩表示所述軸承振蕩。
[0009]所述外圈可以在操作期間被固定，也就是說，該外圈不旋轉(zhuǎn)而是連接到車輛的轉(zhuǎn)向架，其具有車輪所連接的、作為旋轉(zhuǎn)軸線的軸。特別地，所述內(nèi)圈可以隨著該軸旋轉(zhuǎn)，從而相對于外圈旋轉(zhuǎn)。滾動元件可以在所述外圈和內(nèi)圈之間產(chǎn)生軸承振蕩。所述螺栓可以被擰緊至軸承的外圈，使得軸承振蕩作為螺栓振蕩被傳遞至螺栓。反過來，螺栓振蕩可以由傳感器記錄，傳感器可以(直接)連接至所述螺栓或者可以通過一個或多個中間結(jié)構(gòu)間接地聯(lián)接至所述螺栓。特別地，所述傳感器可以在操作期間不旋轉(zhuǎn)，而可以相對于軸承的外圈以及相對于鞍適配器(saddle adapter)是靜止的。由此，傳感器并不需要靠近軸承，而是可以布置在為了維護(hù)而更容易接近的位置。此外，所述螺栓可以將軸承振蕩有效地傳向傳感器，以便能夠精確地測量軸承振蕩。
[0010]所述軸承(從內(nèi)圈徑向向外)包括外圈，其在軸旋轉(zhuǎn)時表示固定元件(即非旋轉(zhuǎn)元件)。在所述內(nèi)圈和外圈之間可以布置多個滾動元件，這些滾動元件在軸旋轉(zhuǎn)時起作用并且可以激發(fā)軸承振蕩，特別是在超聲頻率范圍內(nèi)，比如在10kHz和500kHz之間的頻率范圍內(nèi)。軸承的外圈可以固定在列車的轉(zhuǎn)向架或車廂的鞍適配器，該鞍適配器又可以固定在列車的車廂的轉(zhuǎn)向架。從所述軸承沿軸向(即，在所述軸的軸線的方向上)向內(nèi)，車輪(特別是在同一根軸上的兩個車輪)可以被固定地連接至所述軸，使得車輪與軸同步旋轉(zhuǎn)。此外，軸承的內(nèi)圈與軸的旋轉(zhuǎn)同步旋轉(zhuǎn)。軸承振蕩可能是由于滾動元件在軸承的內(nèi)圈和外圈之間的滾動。軸承振湯可能涉及外圈的振湯、滾動兀件的振湯和/或內(nèi)圈的振湯。軸承振湯可能因螺栓和軸之間的聯(lián)接而被傳遞至螺栓作為螺栓振蕩。軸承振蕩通過螺栓被傳遞至傳感器可以通過外圈和螺栓之間以及螺栓和傳感器之間相應(yīng)的堅固緊密的聯(lián)接并且通過使用用于外圈、螺栓和螺栓與傳感器之間的任何中間結(jié)構(gòu)的合適材料來實現(xiàn)。
[0011]特別地，所述螺栓可以用于將來自鋼部件的振動或振蕩經(jīng)由鑄鐵結(jié)構(gòu)橋接至傳感器單元。由此，用于傳遞振動的必要表面最好至少應(yīng)為內(nèi)螺紋直徑的0.5倍。第一表面之間的力應(yīng)當(dāng)優(yōu)選地至少為400N/mm2乘以螺栓內(nèi)徑的表面。因此，傳感器單元可以設(shè)置在軸承單元的外部，從而可以允許很容易地更換傳感器單元。特別地，所述傳感器單元可以不經(jīng)修改而被改進(jìn)。
[0012]在10kHz和500kHz之間的頻率范圍內(nèi)的、是機械振蕩的所謂聲發(fā)射可以從振蕩源即軸承經(jīng)由螺栓而被傳遞至傳感器。該傳感器可以特別包括壓電傳感器或MEM-傳感器(MEM=微-電子-機械)。特別地，所述傳感器的第一側(cè)可以機械地聯(lián)接至螺栓，而該傳感器的第二側(cè)可以不連接至螺栓，而是可以響應(yīng)于由螺栓振蕩所激發(fā)的第一側(cè)而不振蕩。特別地，所述第一側(cè)可以感測螺栓振蕩，并且所述第一側(cè)和第二側(cè)之間的距離可能因螺栓振蕩而改變，螺栓振蕩反過來可能因壓電效應(yīng)而基于改變的距離來產(chǎn)生電壓。電壓可以隨著該距離的變化而改變或者與其同步改變，即由此反映螺栓振蕩的振幅和頻率。此外，螺栓振蕩可以基本上具有與軸承振蕩相同的頻率(或頻率范圍)，并且可以具有的振幅可能特別線性地依賴于軸承振蕩的振幅。雖然螺栓振蕩的振幅可能小于軸承振蕩的振幅，但是可能在軸承和傳感器之間的整個振蕩傳遞路徑上具有相對低的阻尼，特別是由于可以將軸振蕩有效地傳向傳感器的螺栓。
[0013]根據(jù)實施例，所述螺栓可以隨螺栓的螺紋部分延伸通過固定至軸承外圈的鞍適配器，所述鞍適配器包括鑄鐵或者由鑄鐵制成。特別地，鞍適配器可能對發(fā)生在軸承處的機械振蕩具有強烈的阻尼效應(yīng)，從而可以非常完全地傳遞這些振蕩。因此，將傳感器直接放置在鞍適配器會導(dǎo)致傳感器僅接收軸承振蕩的非常弱的信號，特別是，如果軸承振蕩包括在10kHz至500kHz之間的頻率范圍內(nèi)的振蕩的話。然而,使用被壓配合至軸承外圈的螺栓使得能夠?qū)⑤S承振蕩有效地傳遞至傳感器。
[0014]根據(jù)實施例，所述鞍適配器可以固定在車輛特別是鐵路車輛的轉(zhuǎn)向架(bogie)。由此，常規(guī)的鐵路車輛比如鐵路貨車或鐵路車廂可以加裝有測量機械軸承振蕩的裝置，此外，根據(jù)本發(fā)明實施例的測量機械軸承振蕩的方法可以從常規(guī)的鐵路車輛開始進(jìn)行，并且使其適于包括與軸承外圈機械聯(lián)接的螺栓，其中，所述傳感器連接至該螺栓。
[0015]根據(jù)實施例，振蕩傳遞路徑可以形成為通過螺栓從軸承延伸至傳感器，其中，所述傳遞路徑適于傳遞軸承振蕩，使得螺栓振蕩的振幅在軸承振蕩的振幅的0.3和0.9倍之間，特別是在0.5和0.7倍之間。由此，通過該傳感器，能夠進(jìn)行精確的測量并且可以省去復(fù)雜和昂貴的處理電路。
[0016]記錄螺栓振蕩還可以包括電子處理初始傳感器測量信號。初始傳感器測量信號的處理可能涉及放大、濾波等，特別是濾除干擾信號。為了進(jìn)一步進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測，可以設(shè)置溫度傳感器，特別是靠近螺栓或者靠近振動傳感器。通過提供具有低阻尼效果的振蕩傳遞路徑，能夠通過使用傳感器來精確地測量軸承振蕩，傳感器不直接與軸承接觸而是遠(yuǎn)離軸承，并且更易于接近以便進(jìn)行維護(hù)，特別是更換、維修。例如，螺栓可以是常規(guī)的螺栓。
[0017]根據(jù)實施例，可以采用100N/mnT2至1500N/mnT2之間、特別是200N/mnT2至1000N/mm~2 之間、特別是 400N/mnT2 至 800N/mnT2 之間、特別是 500N/mnT2 至 700N/mnT2 之間的充分的壓力將螺栓擰緊至軸承的外圈，以便實現(xiàn)螺栓和軸之間堅固的機械聯(lián)接，用于將軸旋轉(zhuǎn)的軸振蕩有效傳遞至螺栓振蕩。螺栓被擰緊至軸的壓力應(yīng)低于由制造商為螺栓所設(shè)定的極限壓力。
[0018]根據(jù)實施例，所述螺栓可以包括與軸承的外圈接觸的接觸表面，該接觸表面對應(yīng)于(或至少大致等于)在螺栓的外螺紋部分截取的橫截面表面的0.3和1.0倍之間、特別是在0.3和0.7倍之間。該接觸表面可以包括與軸承外圈接觸的螺栓的端面(特別是軸向端面)的一部分。螺栓端面可以以高力按壓至軸承的外圈，以實現(xiàn)堅固的機械聯(lián)接。
[0019]此外，所述螺栓的另一接觸表面可以在傳感器不直接連接至螺栓例如在螺栓頭部的情況下接觸螺栓與傳感器之間的中間結(jié)構(gòu)。特別地，當(dāng)中間結(jié)構(gòu)是金屬板或墊圈時，另一接觸表面可由螺栓頭部的環(huán)形面構(gòu)成，其可以以如上規(guī)定的高壓力壓向該金屬板，從而產(chǎn)生足夠的力，用于將振蕩從螺栓傳遞至中間結(jié)構(gòu)，特別是金屬板。
[0020]根據(jù)實施例，所述方法還可以包括將金屬板特別是體現(xiàn)為墊圈與螺栓聯(lián)接，由于將所述螺栓朝向軸承的外圈擰緊，其中，通過使用膠黏劑，將所述傳感器連接到金屬板上，所述鞍適配器特別位于金屬板和軸承外圈之間?？梢圆捎米銐蚋叩牧⒔饘侔鍓褐谅菟ǖ牧硪唤佑|表面，以便將螺栓振蕩有效地傳遞至金屬板振蕩，其然后可以由連接至金屬板的傳感器來感測。特別地，金屬板可以具有足夠大的面積，以使得能夠?qū)鞲衅鞣胖玫浇饘侔迳稀?br> [0021]由此，傳感器可以特別具有介于4和8毫米之間的直徑，并且傳感器可以具有2和4毫米之間的高度。也可以應(yīng)用其它的傳感器尺寸。膠黏劑可以特別適于有效地傳遞振蕩。還可以采用常規(guī)的墊圈，前提是只要該墊圈具有足夠大的面積用于放置傳感器。特別地，進(jìn)一步的電路比如電路板可以連接或置于金屬板，例如電路用于處理傳感器信號并且/或者用于將傳感器信號(特別是無線地)傳遞至數(shù)據(jù)采集設(shè)備以及可能位于車廂內(nèi)或火車內(nèi)的其它處理設(shè)備。
[0022]根據(jù)實施例，所述金屬板可以包括鋼或由鋼制成，特別是根據(jù)DIN EN 10130的軟鋼的冷軋板、根據(jù)DIN EN 10051的合金或非合金鋼的熱軋金屬板、根據(jù)DIN EN 10025的結(jié)構(gòu)鋼的熱軋金屬板、或根據(jù)DIN EN 10088的不銹鋼，其中，DIN是指“Deutsches Institutfur Normung e.V.” (英文:德國標(biāo)準(zhǔn)化學(xué)會)。由此，可以提供良好的振蕩傳遞性能，以便能夠通過使用位于遠(yuǎn)離軸承的傳感器來測量振蕩。
[0023]根據(jù)實施例，通過使用膠黏劑將所述傳感器連接至螺栓，特別是螺栓的頭部。由此，可以實現(xiàn)用于將傳感器固定在螺栓并提供堅固機械聯(lián)接的簡單過程。
[0024]根據(jù)實施例，所述膠黏劑(其可用于將傳感器連接至金屬板或螺栓)可以包括與環(huán)氧樹脂(其可能特別已經(jīng)交聯(lián))混合的硬金屬顆粒，特別是包括下列所構(gòu)成的組中的至少一個或者是其中的組合:鎢W、碳化鎢W2C、WC、氮化鈦TiN、碳化鈦TiC、氮化碳化鈦Ti (C)N、氮化鋁鈦TiAIN、碳化鉭TaC、鈷Co、以及鑰Mo。由于硬金屬顆粒，可以實現(xiàn)將振蕩從彼此連接的表面部分有效地傳遞。
[0025]根據(jù)實施例，所述螺栓可以包括鋼或可以由鋼制成，特別是包括鉻(Cr)和/或鑰(Mo)和/或釩(V)和/或鎳(Ni)和/或鈮(Nb)，特別是根據(jù)DIN 1711UDIN EN 10263-1、DIN EN 10087,DIN EN 10016_1、DIN EN 10084,DIN EN 10269 或 DIN EN 10083。由此，這些材料可以提供振蕩的有效傳遞，包括低阻尼。
[0026]根據(jù)實施例，所述軸承的外圈(和/或內(nèi)圈)可以包括鋼或可以由鋼制成，特別是含有至少1.5% (重量百分比)的Cr，特別是含有0.1% (重量百分比)和2% (重量百分比)之間的碳C，特別是含有Cr和/或Mo，特別是根據(jù)ISO 683-17:1999、ISO 683-17:1999,EN 10088-1:1995，其中，ISO是指“國際標(biāo)準(zhǔn)化組織”。也就是說，合金成分的x% (重量百分比)是指該組分占合金質(zhì)量或重量的x%。由此，軸承的外圈可以在操作期間經(jīng)受應(yīng)力，并且還可以將軸承的振蕩有效地傳向螺栓。特別地，所述內(nèi)圈和軸可以焊接在一起，或者可以包括壓配合。
[0027]根據(jù)實施例，被傳遞至所述螺栓作為螺栓振蕩的軸承振蕩可以具有的頻率在10kHz和500kHz之間。該頻率范圍還可以指超聲范圍或聲發(fā)射范圍。軸承狀態(tài)的特征還可以由低頻率范圍比如O和1kHz之間的范圍內(nèi)的振蕩表現(xiàn)。然而，在該低頻機械振蕩范圍內(nèi)，鑄鐵的阻尼效應(yīng)可能較不顯著，使得相應(yīng)的低頻振動傳感器有可能被放置到鑄鐵結(jié)構(gòu)本身上，例如在端蓋或鞍適配器。在其它實施例中，低頻振動傳感器也可以被放置到金屬板上，這取決于具體的應(yīng)用。
[0028]根據(jù)其它方面，提供了一種在軸承內(nèi)測量機械軸承振蕩的裝置，其中，所述軸承支承聯(lián)接至軸承內(nèi)圈的旋轉(zhuǎn)軸。由此，所述裝置包括螺栓，其設(shè)置成與軸承的外圈壓配合，以便通過軸承振蕩來激發(fā)螺栓振蕩。此外，所述裝置包括傳感器，其機械地聯(lián)接至所述螺栓，用于記錄螺栓振蕩，該螺栓振蕩表示軸承振蕩。所述裝置可以適于進(jìn)行根據(jù)本發(fā)明實施例的測量機械軸承振蕩的方法。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0029]圖1示意性地示出了鐵路貨車或驅(qū)動部的一部分的剖視圖，包括根據(jù)本發(fā)明實施例的測量機械軸承振蕩的裝置，其可用于根據(jù)本發(fā)明實施例的測量機械軸承振蕩的方法；
[0030]圖2示意性地示出了驅(qū)動部的一部分的剖視圖，包括根據(jù)本發(fā)明另一實施例的測量機械軸承振蕩的裝置，其可用于根據(jù)本發(fā)明另一實施例的測量機械軸承振蕩的方法；以及
[0031]圖3示出了包括在圖1或圖2中所示的裝置的鐵路貨車的一部分。

【具體實施方式】
[0032]圖1示意性地示出了鐵路車輛的傳動系的一部分100，其包括用于在軸承109內(nèi)測量機械軸承振蕩的裝置101。裝置101包括螺栓119，該螺栓包括與軸承109的外圈123機械接觸的外螺紋部分131，以便將軸承振蕩傳遞至傳感器121，通過使用粘接劑122(其特別包括與環(huán)氧樹脂混合的硬金屬顆粒)將該傳感器連接至螺栓119的頭部141。例如，傳感器121可以是產(chǎn)生初始測量信號(例如電壓信號)的壓電傳感器，該信號反映軸承109的軸承振蕩的振幅和/或頻率。初始測量數(shù)據(jù)可以通過電纜124或者無線地傳輸?shù)杰囕v內(nèi)的進(jìn)一步處理設(shè)備。有利的是，傳感器121相對于外圈123和相對于鞍適配器111是靜止的。
[0033]螺栓119可以提供外圈123和傳感器121之間的振動橋。由此，螺栓的螺紋部分131可以充當(dāng)鋼插入件，其接觸軸承用于激勵源于軸承振蕩的螺栓振蕩。通過鋼插入件(體現(xiàn)為螺栓119)，傳感器121的測量數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)質(zhì)量可以得到提高。特別地，緊密接觸外圈123的螺栓119可以為來自源(即軸承)的振動提供至傳感器121的良好路徑。轉(zhuǎn)向架(未示出)保持鞍適配器111。端蓋固定螺釘146將端蓋115固定至軸103。
[0034]軸103適于圍繞對應(yīng)于y軸線的旋轉(zhuǎn)軸線105旋轉(zhuǎn)。z軸線垂直于y軸線并對應(yīng)徑向方向，而y軸線(105)也被稱為軸向方向。軸103聯(lián)接到軸承109的內(nèi)圈107，其中，軸承109相對于鞍適配器111和未示出的轉(zhuǎn)向架113 ( 二者在操作過程中均被固定)支承軸103，而該軸隨內(nèi)圈107、端蓋115和螺釘146—起旋轉(zhuǎn)。軸承109包括從內(nèi)圈107徑向向外布置的外圈123以及例如可以具有圓錐或圓柱型形狀的進(jìn)一步的多個滾動元件125。未示出的潤滑劑布置在內(nèi)圈107和滾動元件的接觸表面之間以及在外圈123和滾動元件125之間的接觸表面之間，用于在操作期間降低摩擦力。振動在操作期間(即，軸103同時也在旋轉(zhuǎn))分別產(chǎn)生于滾動元件125和外圈123之間或滾動元件125和內(nèi)圈129之間的接觸區(qū)域或接觸點127、129處。
[0035]根據(jù)本發(fā)明實施例的裝置101適于測量源于接觸點或接觸區(qū)域127、129的振蕩，該振蕩可以指示軸承109的狀態(tài)。因此，測量機械軸承振蕩的裝置101包括螺栓119，其具有旋擰穿過鞍適配器111朝向外圈123(壓配合建立至其)的外螺紋部分131，從而實現(xiàn)機械聯(lián)接，用于傳遞軸承振蕩來激發(fā)螺栓振蕩。特別地，軸承振蕩因在接觸區(qū)域127、129的振蕩而產(chǎn)生。螺栓119將螺栓振蕩傳遞至膠粘到螺栓119的頭部141上的傳感器121，比如壓電傳感器，從而使螺栓振蕩被傳遞至傳感器121。為了將軸承振蕩有效地傳遞至螺栓119，螺栓119包括在螺釘端面上的接觸表面135，使得該端表面135牢固地壓向軸承109的外圈123的外表面。
[0036]軸103可以在軸向方向上(即，沿著y方向)延伸，并且在該軸的另一未示出的部分上，其它軸承可被提供用于在另一端支承該軸。車輪137被固定至該軸，車輪可在操作期間接觸未示出的鐵路。其它車輪可以布置在該軸的另一端(未在圖1中示出)。
[0037]鞍適配器111由對超聲區(qū)域內(nèi)的振蕩具有相當(dāng)高的減震效果的鑄鐵制成。然而，螺栓(其具有至外圈123以及至傳感器121的堅固的機械聯(lián)接)具有低減振性能，因此將軸承振蕩有效地傳遞至傳感器121。特別地，測量裝置101可以加裝在現(xiàn)有的鐵路貨車中。有利地，技術(shù)人員可以很容易地接近傳感器121。
[0038]圖2示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明另一實施例的包括測量機械軸承振蕩的裝置201的傳動系的一部分200的剖視圖。應(yīng)當(dāng)指出的是，圖1和圖2中結(jié)構(gòu)和/或功能類似的元件標(biāo)有僅第一個數(shù)字不同的相同附圖標(biāo)記。
[0039]測量圖2中所示的軸承209的機械軸承振蕩的裝置201包括螺栓219和傳感器221，如圖1中所示的裝置101。然而，與圖1中所示的實施例不同，傳感器221連接至金屬板217，該金屬板由螺栓219保持并聯(lián)接至螺栓219 (例如，通過壓配合)，用于傳遞振蕩。傳感器221被連接到金屬板217上(例如，提供使用膠黏劑222)。圖2中所示的其它元件的描述可以取自與圖1相關(guān)的描述。金屬板217還可以體現(xiàn)為墊圈。金屬板217可以用作軌道傳感器安裝板，其中，金屬板217 (和/或鞍適配器211)可以進(jìn)行特別機加工，使得在螺栓219 (特別是螺栓119的頭部141的面部)和外圈223之間實現(xiàn)良好的機械聯(lián)接，以在金屬板217和傳感器221之間實現(xiàn)良好的機械聯(lián)接，可以通過使用膠黏劑222 (其可以包括例如與樹脂材料混合的硬金屬顆粒)將傳感器粘接到金屬板217上。
[0040]圖3示出了鐵路貨車300的一部分，其中測量軸承振蕩的裝置101或201可以被集成,并且其中可以進(jìn)行根據(jù)本發(fā)明實施例的測量軸承振蕩的方法。
[0041]兩個車輪337固定在軸303，其中，軸203由軸承309支承，該軸承聯(lián)接至鞍適配器311，該鞍適配器又連接至轉(zhuǎn)向架313。圖3中還示出了由鑄鐵制成的端蓋315。軸承309由端蓋315部分地封閉，但該軸承包括的外圈將軸承振蕩傳遞至其上粘接有傳感器321的螺栓319。圖3還示出了三個蓋固定螺釘346保持端蓋315?？梢詮膱D1或2中看出一方面螺栓319和傳感器321和另一方面軸承的外圈之間的聯(lián)接的細(xì)節(jié)。
[0042]根據(jù)實施例，螺栓可以包括或者可以由鋼制成，特別是包括Cr和/或Mo和/或V 和 / 或 Ni 和 / 或 Nb，特別是根據(jù) DIN 17111、DIN EN 10263-1、DIN EN 10087、DIN EN10016-UDIN EN 10084, DIN EN 10269或DIN EN 10083。因此，這些材料可以提供振蕩的有效傳遞，包括低阻尼。
[0043]金屬板217可以是冷軋或熱軋的鋼板，例如根據(jù)規(guī)定/規(guī)則:DIN EN 10130 ；DINEN 10051；DIN EN 10025 ；DIN EN 10088。
[0044]附圖標(biāo)記列表
[0045]100傳動系的一部分
[0046]101測量軸承振蕩的裝置
[0047]103 軸
[0048]105軸旋轉(zhuǎn)軸線
[0049]107軸承內(nèi)圈
[0050]109 軸承
[0051]111鞍適配器
[0052]113轉(zhuǎn)向架
[0053]115 端蓋
[0054]217金屬板
[0055]119 螺栓
[0056]121傳感器
[0057]123軸承外圈
[0058]125滾動元件
[0059]127、129軸承接觸區(qū)域
[0060]131螺栓的外螺紋部分
[0061]135螺栓的螺紋部分的端面
[0062]137火車車輪
[0063]139 鐵路
[0064]141螺栓頭部
[0065]146端蓋固定螺釘
[0066]2xx、3xx 同 Ixx
【權(quán)利要求】
1.一種在軸承(109)內(nèi)測量機械軸承振蕩的方法，該軸承支承聯(lián)接至軸承(109)的內(nèi)圈(107)的旋轉(zhuǎn)軸(103)，所述方法包括: 通過所述軸承振蕩來激發(fā)螺栓(119)的螺栓振蕩，所述螺栓設(shè)置成與軸承(109)的外圈(123)壓配合，以便實現(xiàn)機械聯(lián)接，用于將所述軸承振蕩傳遞至螺栓(119);以及 通過使用機械地聯(lián)接至螺栓(119)的傳感器(121)來記錄所述螺栓振蕩，該螺栓振蕩指示所述軸承振蕩。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述螺栓(119)隨螺栓(119)的螺紋部分(131)延伸通過固定至軸承(109)的外圈(123)的鞍適配器(111)，所述鞍適配器(111)包括鑄鐵或者由鑄鐵制成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，所述鞍適配器(111)固定在車輛特別是鐵路車輛的轉(zhuǎn)向架(113)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的方法，其中，振蕩傳遞路徑形成為通過所述螺栓(119)從軸承(109)延伸至所述傳感器(121)，其中，所述傳遞路徑適于傳遞所述軸承振蕩，使得所述螺栓振蕩的振幅在所述軸承振蕩的振幅的0.3和0.9倍之間，特別是在0.5和0.7倍之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的方法，其中，采用100N/mnT2至1500Ν/_~2之間、特別是200N/mnT2至1000N/mnT2之間、特別是400N/mnT2至800N/mnT2之間、特別是500N/mnT2至700N/mnT2之間的壓力將所述螺栓(119)擰緊至軸承(109)的外圈(123)，以便實現(xiàn)所述外圈(123)和螺栓(119)之間堅固的機械聯(lián)接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的方法，其中，所述螺栓(119)包括與軸承(109)的外圈(123)接觸的接觸表面(135)，該接觸表面對應(yīng)于在螺栓(119)的外螺紋部分(131)截取的橫截面表面的0.3和1.0倍之間、特別是在0.3和0.7倍之間，所述接觸表面(135)特別具有在5mnT2和10mnT2之間的面積。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項所述的方法，還包括: 將金屬板(117)特別是體現(xiàn)為墊圈與螺栓(119)聯(lián)接，特別是由于將所述螺栓擰緊至外圈(123)，其中，通過使用膠黏劑(122)，將所述傳感器(121)連接到金屬板上，所述鞍適配器(111)特別位于金屬板(117)和外圈(123)之間。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，所述金屬板(117、217)包括鋼或由鋼制成，特別是根據(jù)DIN EN 10130的軟鋼的冷軋板、根據(jù)DIN EN 10051的合金或非合金鋼的熱軋金屬板、根據(jù)DIN EN 10025的結(jié)構(gòu)鋼的熱軋金屬板、或根據(jù)DIN EN 10088的不銹鋼。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項所述的方法，其中，通過使用膠黏劑(222)將所述傳感器(221)連接至所述螺栓，特別是所述螺栓的頭部。
10.根據(jù)權(quán)利要求7至9中任一項所述的方法，其中，所述膠黏劑(122、222)包括與環(huán)氧樹脂混合的硬金屬顆粒，特別是下列所構(gòu)成的組中的至少一個或者是其中的組合:鎢W、碳化鎢W2C、WC、氮化鈦TiN、碳化鈦TiC、氮化碳化鈦Ti (C) N、氮化鋁鈦TiAIN、碳化鉭TaC、鈷Co、以及鑰Mo。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項所述的方法，其中，所述螺栓(119、219)包括或由鋼制成，特別是包括Cr和/或Mo和/或V和/或Ni和/或Nb,特別是根據(jù)DIN 17111、DIN EN 10263-UDIN EN 10087,DIN EN 10016_1、DIN EN 10084,DIN EN 10269 或 DIN EN10083。
12.根據(jù)權(quán)利要求1至11中任一項所述的方法，其中，所述軸承(109、209)的外圈(123,223)包括鋼或由鋼制成，特別是含有至少1.5% (重量百分比)的Cr，特別是含有0.1% (重量百分比)和2% (重量百分比)之間的C，特別是含有Cr和/或Mo，特別是根據(jù) ISO 683-17:1999,ISO 683-17:1999、EN 10088-1:1995。
13.根據(jù)權(quán)利要求1至12中任一項所述的方法，其中，被傳遞至所述螺栓(119、219)作為螺栓振蕩的軸承振蕩具有的頻率在10kHz和500kHz之間。
14.一種在軸承(109)內(nèi)測量機械軸承振蕩的裝置(101)，該軸承支承聯(lián)接至軸承(109)的內(nèi)圈(107)的旋轉(zhuǎn)軸(103)，所述裝置包括: 螺栓(119)，其設(shè)置成與軸承(109)的外圈(123)壓配合，以便通過軸承振蕩來激發(fā)螺栓振蕩； 傳感器(121)，其機械地聯(lián)接至所述螺栓(119)，用于記錄所述螺栓振蕩，該螺栓振蕩指示所述軸承振蕩。
【文檔編號】G01M13/04GK104395725SQ201380031896
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2013年4月17日 優(yōu)先權(quán)日:2012年4月24日
【發(fā)明者】J.厄斯金, K.漢密爾頓, G.麥古甘, T.史密斯, A.湯姆森, A.C.范德哈姆, S.齊格勒 申請人:Skf公司