无线式工作温度监测轴承及其监测方法技术

本发明专利技术公开了一种无线式工作温度监测轴承，包括轴承和设置在外界智能控制设备上的

【技术实现步骤摘要】
无线式工作温度监测轴承及其监测方法


[0001]本专利技术涉及轴承检测设备
，具体为一种无线式工作温度监测轴承及其监测方法。

技术介绍

[0002]轴承作为旋转机械的承载支撑件，其可靠性对机械系统的性能和安全性都十分重要。随着新能源汽车、航空航天和高速轨道交通领域中对轴承运转速度的要求日渐提高，对高速轴承工作状态的实时监控的需求也成为了近年来的研发热点。现行的实时监控技术，大多采用外挂式的有线传感技术，这对轴承本身的紧凑结构增加了冗余的体积，同时布线的问题也使得这种方式仅仅局限在对轴承内固定部件的监控上，而滚动体、保持架这类在轴承内部运转，并靠近摩擦接触源的零部件，更能反映接触区域的真实温度演变。在高速轴承上，运动部件中尤其保持架的破坏是一个常导致灾难性失效的重要原因。由于保持架不可避免的会与滚动体和套圈挡边上发生滑动摩擦，保持架运转过程中的发热不可避免。同时，相较于金属保持架，在高速轴承上为实现轻量化、低噪声和低摩擦，有使用高性能塑料保持架的趋势，而这种材料的性能对发热更加敏感。因此，保持架的温度是一个亟需监控的关键工作参数。但是，现行的状态监控技术缺少对保持架这一关键运动部件的温度的有效监控，除上述有限传感技术外，非接触式的红外探测技术也存在测量精度问题和易受环境干扰问题。

技术实现思路

[0003]针对现有技术不足，本专利技术提供了一种无线式工作温度监测轴承及其监测方法。
[0004]为达到上述目的，本专利技术提供了一种无线式工作温度监测轴承，包括轴承和设置在外界智能控制设备上的RFID阅读器，所述轴承包括内圈、外圈、滚动体和用于容置滚动体的保持架，所述外圈套设在内圈上且滚动体滚动设置在内圈与外圈之间，所述保持架上设置有用于在轴承高速运转时监测保持架关键部位工作温度数值的RFID标签，所述RFID标签与RFID阅读器通讯连接设置.
[0005]采用上述技术方案有益的是：上述技术中RFID标签的设置用于在轴承高速运转时监测保持架关键部位工作温度数值，然后将该检测数值传输至RFID阅读器，以此实现对轴承的工作温度的检测，上述技术中RFID阅读器可与外界智能控制平台通讯连接，以此实现数据的实时显示，方便检测人员观测和对设备的实时调整；通过上述流程在轴承运转时对其进行温度监测，对保持架的温度监控不依赖传统温度传感器的布线，实现了对轴承的无线监控和数据传输；系统结构集成于保持架之中，结构紧凑。
[0006]本专利技术进一步设置：所述RFID标签由线圈、RFID芯片、温度传感模块和封装薄膜构成，所述封装薄膜封装包裹线圈、RFID芯片和温度传感模块，所述温度传感模块包括信号接点和测温接点，所述温度传感模块的信号接点接入RFID芯片设置，所述温度传感模块的测温接点与保持架接触设置，所述RFID芯片包括调制解调模块、储存模块和电流管理模块，所
述RFID芯片的电流管理模块与温度传感模块和线圈电连接设置。
[0007]采用上述技术方案有益的是：
[0008]本专利技术进一步设置：所述保持架由塑料材料或金属材料制成，在所述保持架由塑料材质制成时RFID标签内嵌于保持架的端面浅表位置设置；在所述保持架由金属材质制成时保持架的端面上环向开设有浅槽，所述浅槽中内嵌有封装塑料膜，所述RFID芯片内嵌于封装塑料膜设置，在所述保持架由金属材质制成时温度传感模块的测温接点靠近封装塑料膜外表面并与浅槽内周壁相接触设置。
[0009]采用上述技术方案有益的是：当保持架由塑料材质制成时，在保持架注塑过程中直接内嵌RFID标签并将RFID标签中温度传感模块的测温接点靠近保持架的关键接触部位设置，该关键接触部位例如为保持架的兜孔与滚动体之间的接触面亦或者时保持架与外圈或内圈之间的引导面，通过该种技术方案的设置提高温度传感模块的快速温度检测和检测精准度；上述技术中当保持架由金属材质制成时，先在保持架的端面上开设环形浅槽，供封装塑料膜安装，在封装塑料膜注塑时将RFID标签内嵌于封装塑料膜中并使温度传感模块的测温接点靠近封装塑料膜的外表面，以保证与浅槽内周壁之间的接触；通过上述技术的设置可根据生产需求和安装需求来对RFID标签位置进行变更，以此提高适配范围。
[0010]本专利技术进一步设置：在所述保持架由金属材质制成时浅槽内周壁面进行喷砂等糙化加工并通过粘接剂将封装塑料膜粘结至浅槽中。
[0011]采用上述技术方案有益的是：上述技术中当保持架由金属材质制成且将封装塑料膜装入前，通过喷砂等糙化加工对浅槽表面进行处理，再通过粘接剂将封装塑料膜粘结至浅槽中，再粘接后通过加压设备对封装塑料膜进行加压处理使其固结至浅槽中，以此放置封装塑料膜脱出浅槽。
[0012]本专利技术进一步设置：所述封装薄膜由聚酯纤维、耐热塑料等材料复合形成。
[0013]采用上述技术方案有益的是：上述技术中封装薄膜由聚酯纤维、耐热塑料等材料复合形成，以防止RFID标签在塑料保持架或封装塑料膜的注塑成型过程中嵌入时受高温高压影响损坏，并保证RFID标签的在轴承使用过程中的寿命。
[0014]基于上述技术提供一种轴承工作温度监测方法，包括以下监测流程：S1、轴承处于运转状态，RFID标签处于RFID阅读器的电磁场范围内；S2、基于S1流程，RFID标签通过线圈的电磁场耦合获得能量，RFID芯片的电流管理模块整流能量并对调制解调模块、储存模块和温度传感模块供电；S3、基于S2流程，温度传感模块获得电能激发并通过测温接点进行温度监测，温度传感模块温度监测并产生电压模拟信号，电压模拟信号传输至RFID芯片的调制解调模块，调制解调模块将电压模拟信号转换成数字信号写入并存储到RFID芯片的储存模块中；S4、基于S3流程，RFID芯片控制线圈的抗阻改变线圈天线接口的反射系数对数字信号进行调制，调制后的数字信号发送给RFID阅读器，该数字信号包括轴承编码ID、温度监测数据等数字信息，所述线圈工作频率为低频或中高频功率。
[0015]采用上述技术方案有益的是：通过RFID阅读器与RFID标签电磁场耦合供电，激活RFID标签中的温度传感模块和调制解调模块，从而使RFID阅读器接收数字信号，通过上述流程在轴承运转时对其进行温度监测，对保持架的温度监控不依赖传统温度传感器的布线，实现了对轴承的无线监控和数据传输；系统结构集成于保持架之中，结构紧凑；可通过对RFID阅读器的控制，实现定时、实时监控；上述技术中线圈的工作频率为低频或中高频功
率，即其针对封装塑料膜和轴承所在工作环境下的润滑油脂、污染等干扰因素下仍能具备良好的穿透特性。
附图说明
[0016]图1为本专利技术中使用状态简易三维视图；
[0017]图2为本专利技术中保持架与RFID阅读器之间电磁场耦合简易状态三维图，其中A部分为电磁场耦合状态线；
[0018]图3为本专利技术中应用于塑料材质保持架的RFID标签结构的简易视图；
[0019]图4为本专利技术中应用于金属材质保持架的RFID标签结构的简易视图；
[0020]图5为本专利技术中RFID标签在保持架位置本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无线式工作温度监测轴承，其特征在于：包括轴承和设置在外界智能控制设备上的RFID阅读器，所述轴承包括内圈、外圈、滚动体和用于容置滚动体的保持架，所述外圈套设在内圈上且滚动体滚动设置在内圈与外圈之间，所述保持架上设置有用于在轴承高速运转时监测保持架关键部位工作温度数值的RFID标签，所述RFID标签与RFID阅读器通讯连接设置。2.根据权利要求1所述的一种无线式工作温度监测轴承，其特征在于：所述RFID标签由线圈、RFID芯片、温度传感模块和封装薄膜构成，所述封装薄膜封装包裹线圈、RFID芯片和温度传感模块，所述温度传感模块包括信号接点和测温接点，所述温度传感模块的信号接点接入RFID芯片设置，所述温度传感模块的测温接点与保持架接触设置，所述RFID芯片包括调制解调模块、储存模块和电流管理模块，所述RFID芯片的电流管理模块与温度传感模块和线圈电连接设置。3.根据权利要求2所述的一种无线式工作温度监测轴承，其特征在于：所述保持架由塑料材料或金属材料制成，在所述保持架由塑料材质制成时RFID标签内嵌于保持架的端面浅表位置设置；在所述保持架由金属材质制成时保持架的端面上环向开设有浅槽，所述浅槽中内嵌有封装塑料膜，所述RFID芯片内嵌于封装塑料膜设置，在所述保持架由金属材质制成时温度传感模块的测温接点靠近封装塑料膜外表面并与浅槽内周...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁亮，白雪峰，
申请(专利权)人：上海人本集团有限公司，
类型：发明
国别省市：