[发明专利]城市轨道交通轴承智能传感器

说明书

（一）技术领域

本发明涉及轴承结构设计领域，具体涉及一种城市轨道交通轴承智能传感器。

（二）背景技术

城市轨道交通进入史无前例快速发展阶段，据不完全统计，目前国内32个城市在在建地铁线路超过70条，总投资8000多亿，而获得批准的总项目投资额更达到了1.5万亿以上。从1999年开始国家先后出台了一系列政策，鼓励采用先进技术装备，大力推动国产化工作。要求地铁系统所用机电设备总采购价的70%必须是国内本土企业制造。其中轨道交通轴承产业是不可或缺的重要组成部分。轴承能够稳定、高效的运行，是车辆在运行过程中保证安全的关键因素，所以监测轴承运转情况是车辆监控系统中必不可少的一项重要指标。我国现运行中的机车，多是外部传感器监测，不仅结构复杂，难以维修保养，而且占用轴承箱很大的空间。

（三）发明内容

本发明的目的在于提供一种能够改善在运行时准确的对地铁轴承的运行状态进行实时监控的方式，避免轴承因内部摩擦过大、温升过高等问题的出现，而对轴承的正常工作产生影响，进而对列车的安全、准点运行产生不良后果，同时便于地铁轴承的维护、保养，减少因原本在地铁轴承外部安装复杂的监控装置而导致监控不及时等情况发生的城市轨道交通轴承智能传感器。

本发明的目的是这样实现的：它包括编码器1、防尘盖2、密封罩3和传感单元，编码器1通过防尘盖2密封在地铁轴承内圈，防尘盖2通过密封罩3固定在地铁轴承上，传感单元分别电信号连接编码器1和外部接收设备。

本发明还有这样一些技术特征：

1、所述的密封罩3通过紧固螺母4固定在地铁轴承上；

2、所述的编码器1由N、S极磁条交错分布在用ABS混合尼龙制作的支撑轮上，磁条间通过硅胶粘合；

3、所述的N、S极磁条包括80对N、S极磁条。

为了改善在运行时准确的对地铁轴承的运行状态进行实时监控的方式，避免轴承因内部摩擦过大、温升过高等问题的出现，而对轴承的正常工作产生影响，进而对列车的安全、准点运行产生不良后果，同时便于地铁轴承的维护、保养，减少因原本在地铁轴承外部安装复杂的监控装置而导致监控不及时等情况的发生，本发明结合实际工况条件对城市轨道交通用的地铁轴承的内部结构进行了研发设计，使得监控用传感器、编码器与轴承高度集成，同时该产品的研发拓展了我公司产品的市场占有率，为企业带来巨大的利润，推动了城市轨道交通用的地铁轴承的国产化进程。

本发明的有益效果有：

（1）将编码器应用在轴承中，对轴承的转速进行监测。编码器由80对N、S极磁条交错分布在用ABS混合尼龙制作的支撑轮上，磁条间通过硅胶粘合，功能成分为永磁铁氧体，磁场强度超过500高斯，矫顽力超过60KA/m。

（2）采用防尘盖密封，通过密封罩的固定使编码器与轴承高度集成。可以预防紧急情况及时提醒和破坏性物质的干扰。

结合图1，编码器的产品结构中，编码器中的磁轮磁性可以长久保存，其中因永磁体的磁极不同（N、S），旋转致使磁极交替的变化，通过传感单元的识别，收集信息并反馈，由此，地铁车辆的监测装置可以准确的监控轴承的运转情况。工作原理为：当轴承正常运转时，编码器将跟随轴承内圈进行旋转，由于分布在编码器上的永磁体的磁极不同，传感单元可以通过识别编码器N、S极交替的频率，而对轴承的转速及运行情况进行准确的监控。本发明通过编码器与轴承的高度集成，可以保证与轴承内圈转速相同，降低出现监测误差的概率。不仅能够准确地对列车运营速度实时监控，保证地铁的安全、准点运行，而且可以取代原来复杂的监测装置，释放空间，从而减轻车轮的负担。

本发明编码器的工艺流程如下：（1）磁性橡胶材料：对ABS粒子进行研磨→与磁粉进行混炼→检验成分；（2）模具：模具设计→模具制造→模具检验；（3）钢骨架：钢骨架处理→钢骨架检验；（4）编码器：将磁性橡胶与钢骨架在模具中进行硫化处理→整理→检验→充磁→磁性检测→成品。 

（四）附图说明

图1为本发明安装示意图；

图2为本发明结构示意图；

图3为编码器磁极分布示意图。

（五）具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式的本发明作进一步的说明：

结合图2，本实施例包括编码器1、防尘盖2、密封罩3和传感单元，紧固螺母4，编码器1通过防尘盖2密封在地铁轴承内圈，防尘盖2通过密封罩3固定在地铁轴承上，密封罩3通过紧固螺母4固定在地铁轴承上，传感单元分别电信号连接编码器1和外部接收设备。编码器由80对N、S极磁条交错分布在用ABS混合尼龙制作的支撑轮上，磁条间通过硅胶粘合，功能成分为永磁铁氧体，磁场强度超过500高斯，矫顽力超过60KA/m。