CN103134605B - 一种滚动轴承内圈滚道磨削温度测量装置 - Google Patents

Abstract

一种滚动轴承内圈滚道磨削温度测量装置，包括电磁支承、轴套、热电偶、导电滑环和信号采集器，导电滑环与轴套固定安装在轴承内圈内，轴承内圈内壁上径向开有两个盲孔，分别置入一组热电偶，热电偶通过引线与导电滑环转子上的接线端子连接，导电滑环定子通过连线与信号采集器连接。磨削时电磁支承加磁，将轴承内圈吸住，电磁支承转动时，带动轴承内圈、轴套和导电滑环的转子一起转动。轴承滚道与砂轮接触点处产生高温，当盲孔轴线经过接触点时，盲孔内的热电偶被加热产生热电势，热电势信号通过热电偶引线传导至导电滑环的转子，并经导电滑环的定子传导至信号采集器。该装置可一次磨削测量轴承滚道两点处的磨削温度，结构简单、测温精确。

Description

一种滚动轴承内圈滚道磨削温度测量装置

技术领域

本发明涉及一种用于对滚动轴承内圈滚道磨削弧区温度进行测量的装置，属于滚动轴承内圈滚道磨削弧区温度测量技术领域。

背景技术

滚动轴承是一种重要的精密旋转零件，轴承滚道是承受载荷的工作表面，滚道表面质量是影响轴承性能及寿命的关键因素。磨削轴承滚道时，通常采用切入式磨削方法，由于砂轮与工件之间接触面积较大，散热比较困难，极易产生磨削烧伤和变质层，从而极大地影响了轴承的使用性能。因此对轴承滚道磨削温度的研究对于提高磨削质量具有很大的意义。

对磨削弧区温度的测量方法通常有两种，分别是热电偶法和红外热像仪法，热电偶法又分为顶丝法和夹丝法。顶丝法测温原理是在试件上钻若干个盲孔，将热电偶丝置于孔中，磨削另一面完成测温。夹丝法测温原理是将待测试件切割为两部分，中间夹有带绝缘层的热电偶丝，在磨削时通过磨粒的挤压作用，在热电偶丝和试件间产生搭接，形成热电偶结。红外热成像仪法是在磨削试件侧面进行红外线拍照，直接在仪表上读出温度值及温度分布。

但是，以上所述方法仅适用于平面磨削温度的测量，对于滚动轴承内圈滚道磨削的测量均无法直接使用。夹丝法需要将试件剖开再夹入热电偶丝，而滚动轴承内圈为圆环形工件，无法沿轴承套圈轴线横向剖开；若沿轴承套圈半径纵向剖开，则剖下的部分将无法重新固定；由于滚动轴承内圈不同于普通的轴类零件，其滚道面为内凹的空间曲面，且磨削弧区的最高温度产生于滚道中点的位置，若采用红外热像仪法将无法获取到磨削弧区的温度。另外还存在如何将旋转的热电偶温度信号传导至信号采集设备的问题。

目前还没有合适的方法可以测得滚动轴承内圈滚道磨削弧区的温度。

发明内容

针对目前滚动轴承内圈滚道磨削温度测量技术存在的不足，本发明提供一种结构简单、使用方便、测温精确的滚动轴承内圈滚道磨削温度测量装置。

本发明的滚动轴承内圈滚道磨削温度测量装置，采用以下技术方案：

该装置，包括电磁支承、轴套、热电偶、导电滑环和信号采集器，导电滑环固定安装在轴套内，热电偶通过引线与导电滑环转子上的接线端子连接，导电滑环定子通过连线与信号采集器连接；

轴承内圈内壁上径向开有两个盲孔，两个盲孔内分别置入一组热电偶，磨削时，轴承内圈吸附在电磁支承上，轴套套装在轴承内圈内，电磁支承加磁，将轴承内圈吸住，电磁支承转动时，带动轴承内圈、轴套和导电滑环的转子一起转动，轴承滚道与砂轮接触点处产生高温，当两个盲孔的轴线依次经过接触点时，置于盲孔内的热电偶被加热产生热电势，热电势信号通过热电偶引线传导至导电滑环的转子上，并经导电滑环定子传导至信号采集器。

导电滑环选择四极水银导电滑环，既可以更好地传导热电偶温度信号，还可将两组热电势信号同时导出。

本发明可一次磨削测量轴承滚道两点处的磨削温度，测温精确，可用来测量磨削过程中滚道表面下某点的温度变化规律并解决了如何传导旋转的温度信号的问题，涉及的测量方法适用于不同型号各种尺寸的滚动轴承内圈滚道磨削温度的测量，具有结构简单、使用方便、设计合理的特点。

附图说明

图1是本发明滚动轴承内圈滚道磨削温度测量装置的结构示意图。

图2是热电偶置入滚动轴承内圈的示意图。

图中：1、轴承内圈，2、热电偶及引线，3、电磁支承，4、轴套，5、导电滑环，6、接线端子，7、砂轮，8、测温点，9、盲孔，10、支承块。

具体实施方式

如图1所示，本发明的滚动轴承内圈滚道磨削温度测量装置主要包括热电偶及引线2、电磁支承3、轴套4、导电滑环5和信号采集器（图中未画出）。

安装时，将轴承内圈1套装在轴套4上，两者为过渡配合，有一定过盈量，既防止轴承内圈1与轴套4之间的相对转动又可便于拆卸。轴套4为阶梯轴，带有轴肩，以使轴承内圈1在轴套4上轴向固定，安装时需注意将轴承内圈1压紧在轴套4的轴肩上。轴肩高度不超过轴承最大直径，便于更换和拆卸轴承内圈。导电滑环5分为定子和转子两部分，定子套装在转子上，转子的一端带有接线端子6。导电滑环5通过其转子固定安装在轴套4中，轴套4与导电滑环5的转子之间为间隙配合，两者之间通过拧在轴套4轴肩上的螺钉固定。如图2所述，以砂轮7与轴承内圈1的滚道接触点作为测温点8，在轴承内圈1的内壁上沿轴承内圈2的径向由内向外开有两个盲孔，两个盲孔的周向角度为90或180度，盲孔直径为0.5mm，盲孔顶端到滚道表面距离控制在1±0.05mm。热电偶丝的丝材选用康铜丝和铁，将两种热电偶丝的顶端焊接，形成热电偶结，固定在开好的盲孔中。两个盲孔各固定一组热电偶，并通过热电偶引线2与导电滑环5转子上的接线端子6连接，导电滑环5的定子通过连线与信号采集器连接。轴套4上开有凹槽，热电偶引线2由该凹槽引出。

磨削时，轴承内圈放置在磨床上的两个支承块10上，两个支承块10使轴承内圈径向定位。安装在磨床上的电磁支承3加磁，将轴承内圈1吸住，电磁支承3转动时，带动轴承内圈1、轴套4和导电滑环5的转子一起转动。

测量磨削温度时，以轴承内圈1滚道与砂轮7的接触点为测温点。测温点处由于磨削产生瞬时的高温，当轴承内圈1上的盲孔经过测温点8时，固定在盲孔内的热电偶2被加热即产生热电势，热电势信号通过热电偶引线2转导至导电滑环5的转子，并经导电滑环5的定子传导至信号采集处理器。两组热电偶共有4根引线，因此所选导电滑环5为4极水银导电滑环，可将两组热电偶丝所产生的热电势信号同时导出。这样即可测得滚道表层两点处一定深度下的温度值及其变化过程。

Claims (1)

1.一种滚动轴承内圈滚道磨削温度测量装置，包括电磁支承、轴套、热电偶、导电滑环和信号采集器，其特征是：导电滑环固定安装在轴套内，热电偶通过引线与导电滑环转子上的接线端子连接，导电滑环定子通过连线与信号采集器连接；

轴承内圈内壁上径向开有两个盲孔，两个盲孔内分别置入一组热电偶，磨削时，轴承内圈吸附在电磁支承上，轴套套装在轴承内圈内，电磁支承加磁，将轴承内圈吸住，电磁支承转动时，带动轴承内圈、轴套和导电滑环的转子一起转动，轴承滚道与砂轮接触点处产生高温，当两个盲孔的轴线依次经过接触点时，置于盲孔内的热电偶被加热产生热电势，热电势信号通过热电偶引线传导至导电滑环的转子上，并经导电滑环定子传导至信号采集器。