具有状态监测功能的无线供电式智能轴承制造技术

本发明专利技术公开了一种具有状态监测功能的无线供电式智能轴承，所述智能轴承包括外圈、内圈、保持架以及滚子；还包括用于监测轴承状态的监测模块、周向布置于外圈与内圈之间的环形电路模块以及为环形电路模块进行无线供电的供电模块；所述监测模块采集轴承的状态参数，并将所述状态参数发送给环形电路模块；所述环形电路模块对接收到的状态参数进行处理生成处理后的信息，并将处理后的信息进行上传；其中，所述状态参数包括轴承的温度、轴承的振动参数、保持架的实际速度以及内圈的转速。本发明专利技术能够实现对轴承状态的实时监测，采用磁感应耦合式无线供电，克服了传统锂电池和有线供电方式的缺陷，减少了轴承的装拆次数。减少了轴承的装拆次数。减少了轴承的装拆次数。

【技术实现步骤摘要】
具有状态监测功能的无线供电式智能轴承


[0001]本专利技术涉及轴承领域，具体涉及一种具有状态监测功能的无线供电式智能轴承。

技术介绍

[0002]随着现代工业的日益发展，轴承的健康状态监测与维护保养变得越来越重要。在一些大型机械设备中，轴承造价高昂，一旦损坏将导致设备停工，对车间的正常生产造成影响，进而带来巨大的经济损失。因此研究一种带有状态监测功能的智能轴承便显得尤为重要。
[0003]而实现对轴承状态的智能监测，相应的传感器以及集成电路必不可少，这便导致了供电问题。通过有线电缆供电无法满足轴承转动的需求，而传统电池体积大、寿命短，对于大型机械设备来说，要想长时间实现对轴承状态进行监测，便需要频繁更换电池。但是，一般轴承的拆装工期时间长，耗费大量的人力物力，因此这种供电方式并不合适。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术的目的是克服现有技术中的缺陷，提供具有状态监测功能的无线供电式智能轴承，能够实现对轴承状态的实时监测，采用磁感应耦合式无线供电，克服了传统锂电池和有线供电方式的缺陷，减少了轴承的装拆次数。
[0005]本专利技术的具有状态监测功能的无线供电式智能轴承，所述智能轴承包括外圈、内圈、保持架以及滚子；其特征在于：还包括用于监测轴承状态的监测模块、周向布置于外圈与内圈之间的环形电路模块以及为环形电路模块进行无线供电的供电模块；
[0006]所述监测模块采集轴承的状态参数，并将所述状态参数发送给环形电路模块；所述环形电路模块对接收到的状态参数进行处理生成处理后的信息，并将处理后的信息进行上传；其中，所述状态参数包括轴承的温度、轴承的振动参数、保持架的实际速度以及内圈的转速。
[0007]进一步，所述供电模块包括原边供电环形槽以及副边供电环形槽；所述原边供电环形槽与副边供电环形槽相对设置于轴承上；所述原边供电环形槽内设置有原边供电线圈，所述原边供电线圈与交流电源连接；所述副边供电环形槽内设置有副边供电线圈，所述副边供电线圈与环形电路模块连接。
[0008]进一步，所述原边供电线圈以及副边供电线圈均呈圆形绕制且沿轴承径向排列。
[0009]进一步，所述监测模块包括温度监测单元、振动监测单元以及速度监测单元；
[0010]所述温度监测单元用于采集轴承的温度；所述振动监测单元用于采集轴承的振动参数；所述速度监测单元用于采集保持架的实际速度以及内圈的转速。
[0011]进一步，所述速度监测单元包括设置于外圈上的第一外圈磁铁、设置于第一外圈磁铁上的第一转速传感器、设置于内圈上的内圈磁铁以及周向均匀设置于保持架上的若干保持架磁铁。
[0012]进一步，所述速度监测单元还包括以外圈圆心为对称点与第一外圈磁铁对称的设
置于外圈上的第二外圈磁铁以及设置于第二外圈磁铁上的第二转速传感器。
[0013]进一步，所述第一外圈磁铁、第二外圈磁铁以及内圈磁铁的磁性能均大于保持架磁铁的磁性能。
[0014]进一步，所述第一转速传感器以及第二转速传感器均为霍尔传感器。
[0015]进一步，所述温度监测单元包括温度传感器；所述温度传感器设置于轴承的内圈或外圈。
[0016]进一步，所述振动监测单元包括振动传感器。
[0017]本专利技术的有益效果是：本专利技术公开的一种具有状态监测功能的无线供电式智能轴承，通过设置若干传感器来监测轴承内外圈的温度、轴承振动、轴承转速以及滚子滑移速度，并将轴承状态参数信息进行分析处理，进而实现对轴承状态的实时监测；通过在轴承上相对设置两个供电环形槽，并使用供电环形槽内的供电线圈来实现磁感应耦合式无线供电，克服了传统锂电池和有线供电方式的缺陷，减少了轴承的装拆次数。
附图说明
[0018]下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步描述：
[0019]图1为本专利技术的环形电路板安装于密封圈中的示意图；
[0020]图2为本专利技术为密封圈的侧面示意图；
[0021]图3为本专利技术的供电环形槽结构示意图；
[0022]图4为本专利技术的供电线圈在供电环形槽中的局部剖面放大图；
[0023]图5为本专利技术的供电环形槽与环形电路板在圆锥轴承中的整体安装剖面示意图；
[0024]图6为本专利技术的磁铁与转速传感器在轴承中的安装示意图；
[0025]其中，1
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密封圈；2
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环形电路板；3
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环形槽上盖；4
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环形槽底板；6
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原边供电线圈；7
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原边供电环形槽；8
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副边供电环形槽；9
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轴承盖；11
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外圈；12
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滚子；13
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内圈；141
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第一外圈磁铁；151
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第一转速传感器；142
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第二外圈磁铁；152
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第二转速传感器；16
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保持架磁铁；17
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内圈磁铁；18
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保持架。
具体实施方式
[0026]以下结合说明书附图对本专利技术做出进一步的说明，如图所示：
[0027]本专利技术的具有状态监测功能的无线供电式智能轴承，所述智能轴承包括外圈11、内圈13、保持架18以及滚子12；还包括用于监测轴承状态的监测模块、周向布置于外圈11与内圈13之间的环形电路模块以及为环形电路模块进行无线供电的供电模块；
[0028]所述监测模块采集轴承的状态参数，并将所述状态参数发送给环形电路模块；所述环形电路模块对接收到的状态参数进行处理生成处理后的信息，并将处理后的信息进行上传；进而实现了轴承状态的在线监测；其中，所述状态参数包括轴承的温度、轴承的振动参数、保持架18的实际速度以及内圈13的转速。
[0029]其中，所述环形电路模块为环形电路板2，所述环形电路板2包括传感器调理模块、电源稳压管理模块、中央处理模块以及无线收发模块。所述传感器调理模块包括温度、振动以及转速调理电路；所述传感器调理模块用于对采集到的信号进行滤波、放大等操作；所述电源稳压管理模块包括整流电子元件、滤波电子元件以及稳压电子元件；所述中央处理模
块包括单片机以及外围电路；所述无线收发模块为集成式芯片，其利用单片机控制数据收发。所述环形电路板2固定安装于密封圈1内，从而使得环形电路板2不影响轴承正常工作；所述密封圈1设置于外圈11与内圈13之间，用于对保持架18以及滚子12进行密封，所述密封圈1采用一体成型。
[0030]本实施例中，所述供电模块包括原边供电环形槽7以及副边供电环形槽8；所述原边供电环形槽7与副边供电环形槽8相对设置于轴承上；所述原边供电环形槽7内设置有原边供电线圈6，所述原边供电线圈6与交流电源连接；所述副边供电环形槽8内设置有副边供电线圈，所述副边供电线圈与环形电路模块连接。其中，所述原边供电环形槽7固定安装于轴承盖9，所述副边本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有状态监测功能的无线供电式智能轴承，所述智能轴承包括外圈、内圈、保持架以及滚子；其特征在于：还包括用于监测轴承状态的监测模块、周向布置于外圈与内圈之间的环形电路模块以及为环形电路模块进行无线供电的供电模块；所述监测模块采集轴承的状态参数，并将所述状态参数发送给环形电路模块；所述环形电路模块对接收到的状态参数进行处理生成处理后的信息，并将处理后的信息进行上传；其中，所述状态参数包括轴承的温度、轴承的振动参数、保持架的实际速度以及内圈的转速。2.根据权利要求1所述的具有状态监测功能的无线供电式智能轴承，其特征在于：所述供电模块包括原边供电环形槽以及副边供电环形槽；所述原边供电环形槽与副边供电环形槽相对设置于轴承上；所述原边供电环形槽内设置有原边供电线圈，所述原边供电线圈与交流电源连接；所述副边供电环形槽内设置有副边供电线圈，所述副边供电线圈与环形电路模块连接。3.根据权利要求2所述的具有状态监测功能的无线供电式智能轴承，其特征在于：所述原边供电线圈以及副边供电线圈均呈圆形绕制且沿轴承径向排列。4.根据权利要求1所述的具有状态监测功能的无线供电式智能轴承，其特征在于：所述监测模块包括温度监测单元、振动监测单元以及速度监测单元；所述温度监测单元用于采集轴承...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄文彬，张涛，刘阳，丁晓喜，王利明，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：