[发明专利]具有安装在保持架上的传感器的轴承

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2005年2月1日提交的美国临时申请No.60/649,298的优先权，在此通过引用方式将其纳入本申请。

技术领域

本发明总体上涉及减摩轴承，更具体地，涉及一种具有安装在保持架上的传感器的轴承，以监视轴承内的一种或多种状态。

背景技术

在轴或者其它机械部件转动的场所，人们通常会发现减摩轴承。这些轴承通过在可转动的机械部件和静止部件之间插设小滚动元件而使得摩擦力最小，可转动部件在静止部件中转动或在静止部件上转动。通常，滚动元件沿着内座圈和外座圈上的滚道运动，所述内座圈和外座圈一个安装到可转动部件上，而另一个安装到静止部件上。滚动元件可以采用简单的滚珠、圆柱形滚柱、圆锥滚柱或者所谓的球面滚柱的形式。

滚道和滚动元件由外座圈遮住，并且减摩轴承通常位于机械内的深处。而且，密封件通常封闭减摩轴承的端部。从而，人们不容易检查减摩轴承以确定其内部的状态。

除了在拆卸轴承的情况下可能会显露出轴承内部的状态之外，在轴承运行的其它情况中不可能对轴承内部的状态进行直观的检查。例如，人们不可能通过视觉上的观察来确定施加到轴承的载荷或者通过轴或其它部件传递的转矩，轴承安装在所述轴或其它部件上。同样，轴承运行的温度不能通过视觉上的观察看到，但是温度上升是故障的肇端，并且由于缺少润滑油而引起的温度上升将首先在滚道或者其它关键表面上表现出来。

减摩轴承的实际状态最好从轴承自身内部确定，并且对于轴承运行的状态也是如此。然而，已经证明难以得到与这些状态有关的信息。这不仅由于减摩轴承内部通常难以接触到，而且由于在减摩轴承内部转动的滚动元件与设计为监视这些轴承内部的仪器发生干涉。

发明内容

本发明涉及一种减摩轴承，其具有内座圈和外座圈以及沿着所述座圈上的滚道滚动的滚动元件。而且，所述轴承具有位于所述座圈之间的保持架，其中所述保持架与所述滚柱在所述座圈之间互锁，使得在所述滚柱沿着所述滚道滚动时，所述保持架在所述座圈之间转动。所述保持架带有用于检测所述轴承工作状态的传感单元，并且所述传感单元产生反映或表示该工作状态的信号。所述保持架还带有发射器，该发射器连接到所述传感单元并以射频传播反映或者表示工作状态的信号。

运行该发射器和传感单元的功率可以从位于所述保持架对面的功率发射线圈通过感应传输到所述保持架上的功率接收线圈。

附图说明

图1是根据并实现本发明构造的、圆锥滚柱轴承形式的减摩轴承的纵向截面图，轴承设置为绕着轴并位于壳体内；

图2是该轴承的杯和保持架的部分截面图，并且还示意性地示出了电气部件；

图3是改型的杯和保持架的部分截面图；

图4是轴承的立体图，用图形示出了由于径向和推力载荷而通过轴承传递的载荷分布；

图5是保持架的立体图，该保持架具有设计为测定滚柱载荷的传感单元；

图6是图5的保持架的示意图，该保持架设置有用于检测滚柱中的涡电流的线圈；

图7是图5的保持架的示意图，该保持架设置有用于检测滚柱中的涡电流的探针；

图8是轴承的横向截面图，该轴承安装有用于测定滚柱载荷的传感单元；

图9是保持架的立体图，该保持架具有设计为测定转矩的传感单元；

图10A示出了在没有扭应力时磁通量分布的示意图；

图10B示出了在具有扭应力时磁通量分布的示意图；

图11是保持架的立体图，该保持架具有设计为监视滚道温度的传感单元；

图12是轴承的横向截面图，该轴承安装有图11的保持架；以及

图13是保持架的纵向截面图，该保持架具有设计为监视轴承角速度的传感单元。

具体实施方式

现在参照附图并且特别参照图1，圆锥滚柱形式的减摩轴承A在壳体C内支撑轴B，并使得轴B能够在壳体C内转动或者使得壳体C能够绕着轴B转动，在任一种情形中都是绕着轴线X转动，所述轴线X是轴承A的轴线。在转动期间，轴承A产生信号，该信号反映或者表示轴承内部的状态。这些状态通常是瞬时的，并且仅在轴承A运行期间存在。

而且，最好从轴承A自身内部确定这些状态，并且在某些情形中这些状态只能够从轴承内部得到。典型的状态是载荷、转矩、温度和角速度。