[发明专利]一种基于复合膜系结构的温度型自感知轴承

说明书

一种基于复合膜系结构的温度型自感知轴承，包括轴承本体和信号传输处理装置，在轴承本体的不动圈外表面涂覆多孔介质的SiO₂薄膜，多孔介质的SiO₂薄膜的SiO₂孔道内填充有石墨烯；在多孔介质的SiO₂薄膜表面涂覆有NiCr/石墨烯功能膜，NiCr/石墨烯功能膜构成薄膜热电偶，其中NiCr端、石墨烯端分别通过引线和信号传输处理装置连接，在NiCr/石墨烯功能膜表面涂覆有Si₃N₄保护膜。本发明不仅不影响轴承本身的性能，且具有检测精准的特性，且复合膜系具有传热特性好的特性，为后续对轴承进行实时监测及故障诊断提供了良好的技术条件。

技术领域

本发明专利涉及轴承技术领域，具体为一种基于复合膜系结构的温度型自感知轴承。

现有技术

随着智能产业的发展，需要针对智能制造装备的关键共性技术提出相应的解决方案，而做为关键基础零部件之一的轴承，其高可靠性以及高稳定性的要求也日益得到广泛的重视。国内外对轴承的实时监测主要是通过安装在外围机构上传感器进行检测，存在检测信息噪音多的缺陷。目前自感知轴承的研究主要是通过外挂机构安装传感器，对轴承的结构有一定的改变，外挂机构会影响轴承本身的性能。 因此结构的改变不能降低轴承本身性能及保证传感器所检测到的轴承信息精准是自感知轴承要解决的关键问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种传热特性好的基于复合膜系结构的温度型自感知轴承，不仅不影响轴承本身的性能，且具有检测精准的特性，且复合膜系具有结合强度高、传热特性好的特性，为后续对轴承进行实时监测及故障诊断提供了良好的技术条件。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种基于复合膜系结构的温度型自感知轴承，包括轴承本体和信号传输处理装置，在轴承本体的不动圈外表面涂覆多孔介质的SiO₂薄膜，在保证多孔介质的SiO₂薄膜不丧失绝缘性能的基础上在其SiO₂孔道内填充有石墨烯；在多孔介质的SiO₂薄膜表面涂覆有NiCr/石墨烯功能膜，NiCr/石墨烯功能膜构成薄膜热电偶，其中NiCr端、石墨烯端分别通过引线和信号传输处理装置连接，在NiCr/石墨烯功能膜表面涂覆有Si₃N₄保护膜。

作为本发明所述的一种基于复合膜系结构的温度型自感知轴承的优选：所述薄膜热电偶为K型结构热电偶。

作为本发明所述的一种基于复合膜系结构的温度型自感知轴承的优选：所述石墨烯在SiO₂孔道内的填充量为多孔介质的SiO₂薄膜质量的2%~5%。

由于采用了上述技术方案，本发明专利具有如下有益效果：

具有复合膜系结构的自感知轴承不仅不影响轴承本身的性能，且具有检测精准的特性，且复合膜系具有传热特性好的特性，为后续对轴承进行实时监测及故障诊断提供了良好的技术条件。

附图说明

图1是本发明基于复合膜系结构的温度型自感知轴承示意图；

图2是NiCr/石墨烯功能膜与信号传输装置连接示意图；

图3是本发明试验例中填充有石墨烯的多孔介质的SiO₂薄膜在不同石墨烯填充量下的导热系数，导热系数的单位是w/mK；

图中标记：1、轴承本体；2、多孔介质的SiO₂薄膜；3、NiCr/石墨烯功能膜；4、Si₃N₄保护膜；5、信号传输处理装置；6、石墨烯端；7、NiCr端；8、热接点。

具体实施方式