一种自发电监测的滑动轴承制造技术

本发明专利技术涉及一种自发电监测的滑动轴承，属轴承及其监测领域

【技术实现步骤摘要】
一种自发电监测的滑动轴承


[0001]本专利技术属于轴承与新能源领域，具体涉及一种自发电监测的滑动轴承，用于水力与风力发电机
、
工程与矿山机械等低速
、
高负荷
、
环境恶劣等工程领域
。

技术介绍

[0002]轴承是载运工具
、
矿山机械
、
轻工机械及发电机等领域中不可或缺的，也是传动系统中最易损的零件
。
因轴承工作在变速变载荷环境下，故易发生故障，约
30%
的传动系统故障因轴承失效而引发
。
此外，轴承出现故障时维修困难
、
成本高，高达总运行成本的
30
％
。
故此，各种轴承状态实时监测系统与方法相继问世，以便实时获得载荷
/
振动
/
温度
/
噪音等状态参数
、
避免设备故障严重化
、
降低维修成本
。
以往，轴承监测系统主要外挂式分体结构，属非接触的远距离间接测量，传感器与信号源间距离较远
、
误差较大
。
近年来，人们将嵌入式监测系统与基于轴系转动的微型发电装置相结合，一定程度上可解决系统集成化
、
测量精度及电力供应等方面的问题
。
目前所提出的自供电监测系统大都是基于压电原理发电滚动轴承，对于低转速
、
大负荷
、
工作环境恶劣的自供电监测滑动轴承的研究还鲜有报道，其原因是可靠性及发电量低不能实际生产需求
。

技术实现思路

[0003]本专利技术提出的一种自发电监测的滑动轴承由轴承主体和监测单元构成
。
[0004]轴承主体由轴承座
、
轴套
、
外磁体
、
轴瓦及轴盘构成，轴套和轴瓦并列套在轴承座的内孔中并经螺钉固定，轴盘套在轴瓦内并可相对轴瓦转动；外磁体装在轴套或轴盘上，即轴套和轴盘二者之一上安装有外磁体
、
轴套和轴盘不能同时安装外磁体，外磁体的磁极沿圆周方向配置；外磁体分为外定磁体和外动磁体，外定磁体安装在轴套上，外动磁体安装在轴盘上，外定磁体和外动磁体不能同时安装；外定磁体的磁极沿轴套的圆周方向配置，外动磁体的磁极沿轴盘的圆周方向配置
。
[0005]监测单元由护罩与其内部所安装的线圈架
、
磁体架
、
环盖
、
端盖
、
电源板
、
传感器
、
线圈及内磁体构成，护罩的壳腔为由壳底和壳壁构成的圆柱腔，磁体架
、
线圈架及环盖均为圆环形结构，传感器为温度
、
振动或转速传感器，电源板上设有能量转换存储单元
、
控制单元
、
信号采集单元及信号发射单元；线圈架经端盖安装在护罩的内部，线圈套在线圈架上，磁体架及其上的内磁体裝在线圈架的周向环槽内并可相对转动，线圈位于磁体架及内磁体的外侧，即磁体架及内磁体从线圈的内孔中穿过；内磁体的磁极沿磁体架的圆周方向配置，两相邻内磁体的同性磁极相对安装
。
[0006]轴套和轴盘分别设有至少一个用于镶嵌外磁体的外磁槽，外磁槽数量大于1时，相邻外磁槽间的夹角
Q
为内磁体均布夹角
q
的整数倍，所安装的相邻外磁体的同性磁极相对安装，外磁体与内磁体在圆周方向上的磁极配置方向相反，相邻外磁体间的夹角为内磁体均布夹角的整数倍，具体地：轴套上设有至少一个用于镶嵌外定磁体的外定磁槽，轴盘上设有至少一个用于镶嵌外动磁体的外动磁槽；外定磁槽和外动磁槽数量大于1时，相邻外定磁槽
间的夹角和相邻外动磁槽间的夹角
Q
都为内磁体均布夹角
q
的整数倍；轴套上所安装的相邻外定磁体的同性磁极相对安装，外定磁体与内磁体在圆周方向上的磁极配置方向相反；轴盘上所安装的相邻外动磁体的同性磁极相对安装，外动磁体与内磁体在圆周方向上的磁极配置方向相反
。
[0007]监测单元套在轴套的内孔中，监测单元的护罩套在轴套的内孔中，护罩和轴盘同轴；轴盘安装在转轴上，内磁体与外磁体形成非接触联轴器，转轴转动时内磁体在线圈中穿过，线圈切割磁力线发电；如：监测单元经轴盘与转轴连接时，内磁体与外定磁体构成径向联轴器，内磁体因受外定磁体的制动力作用而不随转轴转动，线圈随转轴旋转；监测单元与经轴套与轴承座连接时，内磁体与外动磁体构成轴向联轴器，内磁体受外动磁体的拖动力作用并随转轴转动，线圈静止不动；转轴转动时，内磁体与线圈相对转动并从线圈的内孔中穿过，线圈切割磁力线发电；电能经转换处理后存储或输出给传感器，传感器获得相关参数信息并经电源板上的发射系统发射出去
。
[0008]本专利技术的可行实施方案之一如下，但不限于该实施方案
。
[0009]线圈架上设有一个周向环槽和一组轴向环槽，轴向环槽沿周向环槽的圆周方向均布，周向环槽的端口沿轴向设置，周向环槽为由断续槽和连续槽构成的阶梯槽，周向环槽的端口处的径向宽度大于内部宽度且被轴向环槽打断；轴向环槽套在周向环槽的外侧，周向环槽和轴向环槽经环槽壁隔开，环槽壁为轴向环槽的内壁和周向环槽的部分外壁，相邻的轴向环槽经轴槽壁隔开，各轴槽壁的内缘端围成线架孔
。
[0010]磁体架安装在周向环槽内，磁体架的内外缘经滚体顶靠在环槽壁上，磁体架经滚体的滚动在周向环槽内运动；滚体为滚珠或滚柱，滚体镶嵌在磁体架或线圈架上；磁体架上均布地嵌有内磁体，内磁体的磁极沿磁体架的圆周方向配置，圆周方向相邻的内磁体的磁极配置方式相反或相同；环盖安装在线圈架的周向环槽的大端，即环盖位于周向环槽的断续槽中且其侧面顶靠在周向环槽的连续槽的端部；环盖与环槽壁构成环道和线框，线框和轴槽壁构成线槽，线圈安装在线槽内；环盖将磁体架封装在环道内，磁体架在环道内可相对线圈架相对转动；导线通过缠绕方式在线框上形成线圈，线圈的轴线与内磁体的磁极连线方向与平行
。
[0011]端盖经螺钉安装在护罩上并将线圈架压接在护罩的壳腔中，端盖的法兰经螺钉安装在护罩的壳腔端部，端盖的止口顶靠在线圈架的端部并将线圈架顶靠在护罩的壳腔底壁上；电源板经螺钉安装在端盖或线圈架上，电源板位于端盖的止口内腔中或线圈架的端部；传感器安装在护罩
、
线圈架或端盖上，传感器为温度传感器
、
振动传感器或转速传感器；护罩及其上所安装的相关元件构成监测单元，即护罩与其上所安装的端盖
、
电源板
、
环盖
、
线圈架
、
磁体架
、
线圈
、
内磁体及传感器构成监测单元
。
[0012]本专利技术自发电监测的滑动轴承有两种工作方式，即监测单元有两种本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种自发电监测的滑动轴承，由轴承主体和监测单元构成，轴承主体由轴承座
、
轴套
、
轴瓦及轴盘构成，轴套和轴瓦裝在轴承座中，轴盘套在轴瓦中；监测单元由护罩与其所装的线圈架
、
磁体架
、
电源板
、
传感器
、
线圈及内磁体构成，其特征在于：轴套和轴盘之一设有外磁体；线圈架装在护罩内，线圈套在线圈架上，磁体架及所裝的内磁体裝在线圈架的周向环槽内，磁体架及内磁体从线圈内孔中穿过；内磁体和外磁体的磁极沿圆周方向配置，内磁体和外磁体的磁极配置方向相反且其各自相邻磁极为同性磁极，相邻外磁体间的夹角为内磁体均布夹角的整数倍；护罩套在轴套中并与轴套和轴盘中未裝外磁体者固定连接，内磁体与外磁体形成非接触联轴器...

【专利技术属性】
技术研发人员：王淑云，刘盼盼，周昊仁，李赫，曹红兵，程光明，曾平，吴鸣，
申请(专利权)人：浙江师范大学，
类型：发明
国别省市：