[发明专利]轴承监控方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及用于监控轴承的方法、系统和计算机程序产品。

背景技术

轴承经常用在关键性的应用中，它们在使用中的故障会对于最终用户造成重大的商业损失。因此，能够预测轴承的剩余寿命是很重要的，从而计划干预、在某种程度上避免使用中的故障，同时使得出问题的机械停止工作以替换轴承所带来的损失最小化。

滚动元件轴承的剩余寿命通常由运作使用中的交变应力造成的运作表面的疲劳决定。滚动元件轴承的疲劳失效由滚动元件表面和相应的轴承座圈表面的累计的剥落或点蚀引起。剥落和点蚀可导致一个或更多个滚动元件的咬死，这会依次产生过多的热量、压力和摩擦。

按照与它们所应用到的应用中的预期工作类型一致的计算出或预测出的剩余平均寿命，轴承被选择用于特殊的应用。轴承剩余寿命长度可以通过考虑速度、载荷、润滑条件等标称运行条件预测出。例如，所谓的“L-10寿命”是平均寿命时长，在这段时长内至少90％的特定组的轴承在特定载荷条件下仍将工作。但是，由于若干原因，这种寿命预测对于维护计划来说被认为是不足的。

一个原因在于实际运作条件可能与标称条件完全不同。另一个原因在于，轴承的剩余寿命可能在根本上被短期事件或未计划事件、例如过载、润滑失效、安装误差等危及。而另一个原因在于，即使在使用中精确复制了标称运作条件，疲劳过程固有的随机特性也会在大致上相同的轴承的实际剩余寿命方面引起的大的统计学变化。

为了改进维护计划，常见做法是监控与运作使用中轴承所受到的振动和温度相关的物理量的值，从而能够检测即将发生的失效的最初迹象。这种监控通常被称作“状态监控”。

状态监控带来多方面的益处。第一个益处是用户以受控的方式被警告轴承状态上的恶化，由此使得商业影响最小化。第二个益处是状态监控帮助识别不好的安装或不好的操作实践，例如未对准、不平衡、高振动等，如果不做校正将减少轴承的剩余寿命。

欧洲专利申请公开EP 1164550描述了状态监控系统的实例，该系统用于监控情况，例如在机器部件、例如轴承中是否存在反常。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于监控轴承的改进的方法。

该目的通过一种方法实现，该方法包括以下步骤：获得有关一个或更多个影响所述轴承剩余寿命的因子的数据、获得唯一地识别所述轴承的识别数据、使用工业无线协议自至少一个传感器传送数据和/或将数据传送至至少一个传感器，以及，将所述的有关一个或更多个影响所述轴承剩余寿命的因子的数据和所述识别数据作为已记录的数据记录在数据库中。

这样的方法可用来提供可能导致轴承损坏的退化的润滑状态的早期预警，和/或可能指示对于轴承的滚道表面的肉眼可见的损坏(例如由不平衡、未对准、碰撞、疲劳或摩擦引起)的振动的早期预警，和/或可能指示导致轴承咬死的故障最后阶段的温度的早期预警。

根据本发明的实施方式，所述工业无线协议基于IEE802.15.4。IEE802.15.4是详细说明了用于低传输率个人无线区域网(LR-WPANs)的物理层和介质入口(media access)控制的标准。它由电气和电子工程师协会(IEEE)802.15工作组维护。

根据本发明的实施方式，所述至少一个传感器附连于所述轴承的内环或外环。

根据本发明的实施方式，所述的获得有关一个或更多个影响轴承剩余寿命的因子的数据的步骤在以下时期的其中一个的至少部分时间内实行：在所述轴承的制造期间、在所述轴承的制造以后并且在所述轴承的使用以前、在所述轴承的使用期间、在所述轴承没有在使用中的时期、在所述轴承的运输期间。

根据本发明的另一实施方式，所述的有关一个或更多个影响所述轴承剩余寿命的因子的数据包括有关以下至少其中之一的量级和/或严重性数据：振动、温度、滚动接触力/应力、高频率应力波、润滑剂状态、滚动表面损坏、运行速度、负载的载荷、润滑状态、湿度、接触湿气或离子流体、受到机械震动、腐蚀、疲劳损坏、磨损。

根据本发明的又一实施方式，所述的获得所述识别数据的步骤包括从与所述轴承相关的可机读识别器获得所述识别数据。

根据本发明的实施方式，电子装置被用在所述的将所述数据记录在数据库中的步骤里。