[发明专利]一种大型自监测圆柱滚子轴承

摘要

本发明涉及一种大型自监测圆柱滚子轴承，属于轴承技术领域。内筒固定在内圈上，内筒底壁内侧设有内隔板、安装有电路板和传感器；外筒固定在外圈上，外筒套在内筒外；外筒底壁上设有花键轴台和外隔板，花键轴台上套有磁环，外隔板和内隔板间设有环槽；拉伸式换能器的一端经安装在内筒侧壁上，换能器另一端经铆钉铆接在T型磁块上，磁块套在内外隔板间的环槽中，磁块与磁环的异性磁极靠近安装。优势与特色具有自供能传感监测功能，无需改变安装设备的结构，可实现真正意义的实时在线监测；换能器通过径向拉伸激励发电，轴向空间小、磁体远离滚动体及发射电路；压电片始终承受压应力、且应力分布均匀，机械可靠性高、发电能力强。

主权项

一种大型自监测圆柱滚子轴承，包括外圈、圆柱体、内圈、内筒、不等壁厚磁环、T型磁块、密封垫圈、O型密封圈、外筒、压环、换能器、电路板、传感器及导线，其特征在于：内筒底壁外侧的止口环套在内圈上，内筒底壁经螺钉固定在内圈端面上，内筒底壁与内圈端面间压接有密封垫圈；内筒底壁内侧设有内隔板，内筒底壁内侧经螺钉安装有电路板和传感器；外筒侧壁端面的法兰经螺钉固定在外圈端面，外筒侧壁套在内筒侧壁外，外筒侧壁与内筒侧壁间设有O型密封圈；外筒底壁上设有花键轴台和外隔板，花键轴台上套接有带有花键孔的不等壁厚磁环，外隔板和内隔板与不等壁厚磁环、内筒底壁及外筒底壁共同构成内腔，外隔板和内隔板与内筒底壁、内筒侧壁、外筒底壁及外筒侧壁共同构成外腔；外隔板和内隔板间设有使内腔与外腔相互连通的环槽；置于外腔内的换能器的一端经螺钉和压板安装在内筒侧壁的端面，换能器由两个粘接有压电片并经铆钉相铆接的金属片构成，换能器上由金属片和压电片粘接所构成的复合层为圆弧形；换能器的另一端经铆钉铆接在T型磁块上纵梁端部的长槽中，T型磁块的纵梁套接在外隔板和内隔板间的环槽中，T型磁块的横梁置于内腔中，T型磁块与不等壁厚磁环的异性磁极靠近安装；同一金属片上的压电片间经导线L1连接，不同金属片上的压电片间经导线L2相连，换能器与电路板间经导线组L4连接，电路板与传感器间经导线组L3连接；当T型磁块的横梁与内隔板及外隔板相接触时换能器上金属片圆弧外表面的最小半径为R＝h{α+0.5[α2(1‑β)‑1‑ηEp/Tp]/[1‑α(1‑β)]}，内腔中T型磁块运动方向上的最小距离为D＝[L‑2Rsin(0.5L/R)]n，其中α＝hm/h，h＝hm+hp，hp、hm分别为压电片和金属片的厚度，β＝Em/Ep，Ep、Em分别为压电片和金属片的杨氏模量，k31、Tp分别为压电材料的机电耦合系数和许用拉应力，L为金属片上单个圆弧的弦长，n为单个金属片上的圆弧数量。