[发明专利]集成式智能轴承

说明书

本发明公开了一种集成式智能轴承，包括外圈、内圈、设置于外圈和内圈之间的滚子，其特征在于：所述外圈上通过增材制造的方式打印有用于检测应力的应变片以及用于检测温度的热电阻。本发明通过该增材制造的方式可使得轴承与应变片和热电阻集成于一体，使得在测量轴承载荷和温度的过程中不易脱落，更加稳定；并且可实时检测轴承温度，通过外接电路可消除温度对应变片的影响；该结构比直接贴应变片牢靠耐用，应变片和热电阻与外圈材料融为一体，在轴承外圈应变发生时，应变片和热电阻随应变而变化，极大的提高了响应精度以及检测精度，并且不会破坏轴承结构，不会造成应力集中现象，对轴承的承载能力也没有影响。

技术领域

本发明属于轴承技术领域，特别涉及一种集成式智能轴承。

背景技术

目前的一体化智能轴承有外挂式和嵌入式两种结构形式。外挂式的结构形式不破坏轴承的结构但不够稳定，且传感器与故障源具有一定的距离，使得获取信号并不能特别真实的反应轴承的故障信息，而且外挂式结构响应较慢，检测误差较大。嵌入式通过在轴承外圈开槽嵌入传感器，使得传感器距离被检测信号的发生源近，但会破坏轴承的结构，这会较大的减小智能轴承的承载能力，还会引起引力集中问题，造成检测精度较差。

本发明基于上述问题提出一种集成式智能轴承，在不破坏轴承结构的前提下，可集成传感部件，并且可精确的获得轴承的应变信息。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种集成式智能轴承，在不破坏轴承结构的前提下，可集成传感部件，并且可精确的获得轴承的应变信息。

本发明的集成式智能轴承，包括外圈、内圈、设置于外圈和内圈之间的滚子，所述外圈上通过增材制造的方式打印有用于检测应力的应变片以及用于检测温度的热电阻。

进一步，所述应变片包括通过增材制造的方式打印于外圈上的应变片绝缘基底、打印于应变片绝缘基底上的应变电阻丝以及打印于应变片绝缘基底上并覆盖于应变电阻丝上的应变片绝缘保护层。

进一步，所述热电阻包括通过增材制造的方式打印于外圈上的热电阻绝缘基底、打印于热电阻绝缘基底上的热电阻丝以及打印于热电阻绝缘基底上并覆盖于热电阻丝上的热电阻绝缘保护层。

进一步，还包括通过增材制造的方式打印于外圈上的焊盘，所述焊盘与应变片以及热电阻电连接。

进一步，所述焊盘包括通过增材制造的方式打印于外圈上的焊盘绝缘基底、打印于焊盘绝缘基底上的连接层。

进一步，所述外圈外圆处中心对称设置有若干组应变片，每组中包括应变方向分别为轴向和周向的两个应变片。

进一步，所述外圈至少轴向一侧设置有应变片，所述应变片的应变方向径向设置。

进一步，所述外圈轴向侧壁上设置有若干个应变片并中心对称分布。

进一步，所述应变片、热电阻和焊盘的厚度小于40um。优

本发明的有益效果：

本发明通过增材制造的方式可使得轴承与应变片和热电阻集成于一体，使得在测量轴承载荷和温度的过程中不易脱落，更加稳定；并且可实时检测轴承温度，通过外接电路可消除温度对应变片的影响；该结构比直接贴应变片牢靠耐用，应变片和热电阻与外圈材料融为一体，在轴承外圈应变发生时，应变片和热电阻随应变而变化，极大的提高了响应精度以及检测精度，并且不会破坏轴承结构，不会造成应力集中现象，对轴承的承载能力也没有影响；另外通过增材制造的方式形成应变片和热电阻，可保证应变片和热电阻的厚度在微米极，对轴承形状的影响可忽略不计；该结构的轴承可应用于要求较高的工况，可实时对轴承受力以及温度情况进行检测，可避免轴承由于应力较大造成的故障以及安全隐患。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。

图1为本发明轴承立体结构示意图；