[发明专利]用于确定滚动元件的间距的方法和数据处理设备

说明书

本发明涉及一种用于确定具有至少一排滚筒(10)的滚筒轴承中的滚筒间距的方法，其中所述排中的滚筒(10)由至少一个保持器、优选由多个滚筒保持器(12)支承。提出的所述方法利用滚筒载荷感应应变信号来确定滚筒间距。

技术领域

本发明涉及用于确定滚动元件的间距的方法和数据处理设备。

背景技术

风涡轮机中例如用于支撑转子的大尺寸轴承对于单个保持器来说通常太大以致于难以支承滚筒。因此，轴承通常被设计为具有多个单滚筒保持器，每个保持器支承例如一个或两个滚筒，或者具有多个保持器段，每个保持器段支承四个滚筒。通过设计，存在可接受的标称间隙以允许热膨胀可以分布或可以累积在一个位置中。但是，如果任意保持器段破损，那么滚筒间距会超出设计的最小和最大公差。

评估滚筒间距或保持器完整性的已知方法是基于振动测量，无法证明非常可靠。

另一方面，已知提供具有传感器和微控制器的轴承，能够利用无线发射器发送关于轴承操作状态的数据到外部。

由于设计和标称间隙，内圈的基本群频率的一个周期(FTFi周期)与下一个周期之间的间距图案会轻微地改变。过了几个周期之后，图案看起来也会完全不同，即使围绕滚道圆周恰当且完全平均地加载。

即使具有良好的保持器完整性，间距图案也会从通过一个完整FTFi周期到多个较大累积间距的平均间距改变到一个较大累积间距。由于变化的间距图案的组合和外圈周围小载荷或无载荷的段的存在，任何过度小或过度大的间距会移入和移出可被检测到的区域，以致于单个测量不被认为足以来证实保持器的完整性。

发明内容

本发明试图提供一种监视滚筒间距和保持器完整性的可靠和简单方法。

本发明的方法试图根据在大尺寸轴承的一个圈上的优选无线节点测量得到的滚筒载荷感应应变(RLIS)信号来确定滚筒间距(间隙)。无线节点中的微控制器被配置为集成到或附接到轴承中，具有非常有限的可计算功率。因此，本发明的另一个目的在于提供一种在节点中而不是在远程服务器中实施的足够简单的方法，远程服务器接收来自节点的原始应变信号。

本发明涉及一种用于确定具有至少一排滚筒的滚筒轴承中的滚筒间距的方法，其中所述排中的滚筒由至少一个滚筒保持器、优选由多个滚筒保持器支承。相同的方法还可以应用来评估“单个保持器”和“单个滚筒保持器”轴承设计的完整性。

该方法打算使用滚筒载荷感应应变信号，用于确定滚筒间距。使用应变信号的思想可以以简单和低成本的方式实施，因为可以使用已有的传感器和数据处理设备。发明人还惊奇地发现应变信号可以是评估保持器完整性的可靠基础。

本发明可应用于具有任意类型滚动元件的轴承，包括圆柱形、截头圆锥形或螺旋形滚筒以及球。因此，术语“滚筒”在这里和在下面应该从广义上来理解并且包括任意类型的滚动元件。

在本发明的优选实施例中，该方法包括如下步骤：高带通滤波应变信号；确定高通滤波应变信号的零交叉；确定滚筒中心为信号相邻零交叉之间的中心点；确定滚筒间距为相邻滚筒中心之间的差值；以及输出滚筒间距。高通滤波应该去除DC偏量和远小于传感器滚道上的过球频率的低频率并且可以由低通滤波器补充，去除高频噪声。优选地，滤波器是窄带带通滤波器，仅通过包括进行测量时应该要的速度范围所期望的过球频率的频率范围。滤波器必须在拐角频率之间具有非常小的失真(相移)。

相比于选择应变信号中的波峰最大值作为滚筒中心的方法，可以避免或者至少大大减少由于通常甚至存在于高幅度过球波峰中的双倍最大值和偏量最大值导致的误差。发明人尝试的另一种方法是使用波峰任意一侧上的变形点以然后确定它的中心，但是噪声通常引起误差和错误的检测。结果，使用信号零交叉的方法已经变成为相当可靠。