[发明专利]三维轴承负荷传感器

说明书

本发明属于机械设备作业技术领域，进一步属于大型旋转机械运行工况监测与故障诊断技术领域中在线监测设备轴承负荷的专用测力传感器。

目前，大型汽轮发电机组轴承负荷直接测试方法中有一种轴承支撑力法。它是利用安装在轴承与轴承座之间的测力传感器直接测量轴承负荷的测试方法，该方法的关键技术是测力传感器。由于大型汽轮发电机组轴承结构的特殊要求，目前市场上销售的各类测力及称重传感器均不能应用于其轴承纵向、横向和轴向三个方向负荷的同时监测。

本发明的目的在于提供一种同时监测大型汽轮发电机组轴承和其它类似轴承纵向、横向和轴向负荷的测力传感器。该传感器本身就是轴承结构的一个零件，结构简单，精度高，安装方便，不影响轴承的运行性能。

本发明包括弹性体、应变片和密封端盖，其特征在于：所述弹性体顶部和底部为长方形平面，弹性体前后面也为平面，弹性体两侧对称加工有两个平台，每个平台上分别有两个通孔；弹性体下部对称开有一个两侧各弯曲三个90度的窄长通缝，该通缝与弹性体顶部平面两侧的直通槽和弹性体两侧面使弹性体形成对称的四个短梁，在窄通缝与顶部直通槽之间两个短梁中心位置上开有两两对应的四个盲孔，在这四个盲孔底端平面水平中分线上中点区域分别粘贴电阻应变片，并组成全桥电路，用以测试轴承z向负荷，这两个短梁上所对应的两个盲孔分别被弹性体两侧上部的同直径盲孔所隔开；在窄通缝两侧面与弹性体两侧面形成的两个短梁前(后)面中心位置上也开有两两对应的盲孔，在这四个盲孔底端平面水平中分线上中点区域分别粘贴电阻应变片，并组成全桥电路，用以测试轴承x向负荷，每个短梁上所对应的两个盲孔分别被弹性体外侧下部的同直径盲孔所隔开，在这外侧下部的两个盲孔底端平面中心区域分别各粘贴两个电阻应变片，并组成全桥电路，用以测试轴承y向负荷。

下面结合附图对本发明作进一步描述：

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为本发明的正视图。

图3为本发明的左视图。

传感器的弹性体1由整块金属材料加工而成，其顶部2和底部3为长方形平面，顶部平面有与轴承外壳相联结用的四个对称内螺纹孔4，弹性体1前面5与后面6也为对称平面，弹性体1外侧对称加工有两个平台7，每个平台上分别有两个通孔8，通过这两个通孔用螺栓将传感器固定在轴承座上；弹性体1下部对称开有一个在两边弯曲三个90度的窄长通缝9，该通缝与弹性体1顶部平面两侧的直通槽10使弹性体形成对称的两个上部短梁11和两个侧面短梁12；在两个上部短梁11中心位置上开有两两对应的四个上部短梁盲孔13，在这四个上部短梁盲孔13底端平面水平中分线上中点区域45°和135°方向分别粘贴电阻应变片，并组成全桥电路，用以测试轴承z向负荷，每个上部短梁11上所对应的两个盲孔13分别被弹性体侧面14上的同直径上部盲孔15所隔开，这四个上部短梁盲孔13和两个侧面上部盲孔15的圆心轴线在同一水平面内；在两个侧面短梁12的前面5与后面6中心位置上也分别开有两个相对应的盲孔16，在这四个盲孔16的底端平面水平中分线上中点区域45°和135°方向分别粘贴电阻应变片，并组成全桥电路，用以测试轴承x向负荷；两个侧面短梁前后面上所对应的两个盲孔16分别被其侧面的同直径盲孔17所隔开，在两个盲孔17底端平面中心区域45°和135°方向各粘贴两个电阻应变片，并组成全桥电路，用以测试轴承y向负荷，这四个盲孔16和两个盲孔17的圆心轴线也在同一水平面内。该结构整个是对称的。

本发明是对轴承负荷的直接测试，而不是在许多假设条件下的推算值，故可得到较高的测试精度和可信度，能方便地实现大型汽轮发电机组轴承负荷在线监测。传感器本身就是轴承结构的一个零件，不改变轴承的结构，安装方便、适应性强，不影响轴承的运行性能。传感器为剪切式传感器，三个方向的力相互干扰很小，抗侧向力强、精度高、刚度大，且结构简单，易于密封。