CN103196575A - 一种滚动轴承运动部件的在线测温方法 - Google Patents

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朱永生
曹建安
闫柯
韩春雷
张绪久
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Abstract

一种滚动轴承运动部件的在线测温方法，包括以下步骤：步骤一、先在轴承的运动部件上均匀布置感温结构，所述的感温结构整体呈S型，由两片近似U型的热双金属片焊接而成；步骤二、将CCD图像传感器固定在正对于某一感温结构的末端；步骤三、CCD图像传感器测量感温结构的形变的数值，经由外部的数据处理设备的分析处理，最终获得被测轴承运动部件温度数值。该方法能够实时获得轴承运动部件的温度变化，具有方法简单，占用空间小，结果可靠的特点。

Description

一种滚动轴承运动部件的在线测温方法
技术领域
本发明涉及滚动轴承运行状态监测领域，特别涉及一种运行状态下滚动轴承运动部件的温度测量方法。
背景技术
滚动轴承广泛应用于各种旋转机械之中，是旋转机械的重要组成部件，其运行状态对旋转机械的整体性能具有决定性的影响。而温度是滚动轴承运行状态评估的重要指标，所以，精确获得轴承运行状态下的温度具有重要意义。
目前，实际工业生产中的温度测量方法主要分为两大类，接触式测温与非接触式测温。
接触式测温的原理为，温度敏感元件与被测对象接触，经过换热后两者温度相等。热电阻温度计与热电偶温度计为工业中常用的接触式温度计。对于轴承的温度测量，常用方法为，将热电偶或热电阻温度计与轴承不动套圈进行接触从而获得轴承不动套圈的温度。此种方法不能获得轴承运动部件（保持架、转套圈）的温度，故不能对运行状态下轴承整体的温度情况做出准确评估。
非接触式测温的原理为，温度敏感元件不与被测对象接触，而是通过辐射能量进行热交换，由辐射能的大小来推算被测物体的温度。红外温度计为工业中常用的非接触式温度计，其既可应用于静止部件的测温也可应用于动态部件的测温。但红外温度计的缺点是易受环境及被测体表面状态的影响，且因空间限制、标定困难等原因难以应用于滚动轴承运动部件的温度测量。
发明内容
针对上述现有测温方案的缺陷，本发明提供一种滚动轴承运动部件的在线测温方法。所述方法基于热双金属感温结构及CCD图像传感器，能够将被测滚动轴承运动部件（保持架、旋转套圈）的温度变化值转化为感温结构的形变数值，然后应用CCD图像传感器予以测量，经数据处理最终获得滚动轴承运动部件的温度数值；该方法能够实时获得轴承运动部件的温度变化，具有方法简单，占用空间小，结果可靠的特点。
本发明的技术方案为：
一种滚动轴承运动部件的在线测温方法，包括以下步骤：
步骤一、在轴承的运动部件即保持架2或旋转内圈上均匀布置至少一个感温结构1，所述的感温结构1整体呈S形，由两片近似U形的热双金属片焊接而成，且两个热双金属片的主动层a均位于U形结构的内侧；
步骤二、将CCD图像传感器3固定在正对于某一感温结构1的末端且与感温结构保持非接触且与周边部件不干涉的位置；
步骤三、轴承工作状态下，感温结构1将随轴承的运动部件保持架2或旋转内圈一起做旋转运动，当轴承的运动部件的温度变化时，感温结构1发生形变产生长度变化，CCD图像传感器3测量出该形变的数值，经由外部的数据处理设备的分析处理，最终获得被测轴承运动部件保持架2或旋转内圈的温度数值。
所述的在感温结构1的末端焊接一个导热块4，将导热块4与被测轴承运动部件的外缘相连接，使得感温结构的伸长方向与被测运动部件的径向一致。
所述CCD图像传感器3为线阵CCD，其在工作状态时测量感温结构1的自由端在变形方向上的形变值，并将信号输入后续数据处理设备。
本发明的有益效果：
1、可获得滚动轴承运动部件保持架、旋转套圈的温度值，可对轴承整体的温度情况做出更为准确的评估。
2、感温结构（1）由热双金属片制成，感温迅速且具有很强的重复测量能力，使用寿命长；感温结构呈S形，能充分利用热双金属材料的热特性，在温度升高时产生较大的尺寸变形并具有很强的变形方向稳定性。
3、CCD图像传感器（3）采用的是线阵CCD图像传感器，体积小，便于安装；精度高，测量结果准确可靠。
附图说明
图1为感温结构示意图，a为热双金属片主动层，b为被动层。
图2为感温结构与保持架结合的整体示意图。
图3为感温结构与保持架结合的局部示意图。
图4为CCD图像传感器固定位置示意图。
图5为感温结构及CCD图像传感器的第二种布置方案示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步表述。
一种滚动轴承运动部件的在线测温方法，包括以下步骤：
步骤一、参照图2和图3，在轴承的运动部件保持架2或旋转内圈上均匀布置至少一个感温结构1，所述的感温结构1呈S形，由两片近似U形的热双金属片焊接而成。参照图1，所述感温结构1的两个热双金属片包括主动层a和被动层b，且主动层a均位于U形结构的内侧。
步骤二、参照图4，将CCD图像传感器3固定在正对于某一感温结构1的末端且与感温结构保持非接触且与周边部件不干涉的位置。所述CCD图像传感器3为线阵CCD，其在工作状态时测量感温结构1的自由端在变形方向上的形变值，并将信号输入后续数据处理设备。
步骤三、轴承工作状态下，感温结构1将随轴承运动部件保持架2或旋转内圈一起做旋转运动，当轴承运动部件的温度发生变化时，感温结构1发生形变产生长度的变化，CCD图像传感器3测量出该形变的数值，经由外部的数据处理设备的分析处理，最终获得被测轴承保持架2或旋转内圈的温度值。
参照图5，感温结构1与被测的滚动轴承运动部件的组合结构还可以做如下布置：在感温结构1的末端焊接一个导热块4，将导热块4与被测轴承运动部件的外缘相连接，使得感温结构的伸长方向与被测滚动轴承运动部件的径向方向一致。

Claims (3)

1.一种滚动轴承运动部件的在线测温方法，包括以下步骤：
步骤一、在轴承的运动部件即保持架（2）或旋转内圈上均匀布置至少一个感温结构（1），所述的感温结构（1）整体呈S形，由两片近似U形的热双金属片焊接而成，且两个热双金属片的主动层（a）均位于U形结构的内侧；
步骤二、将CCD图像传感器（3）固定在正对于某一感温结构（1）的末端且与感温结构保持非接触且与周边部件不干涉的位置；
步骤三、轴承工作状态下，感温结构1将随轴承的运动部件保持架（2）或旋转内圈一起做旋转运动，当轴承的运动部件的温度变化时，感温结构（1）发生形变产生长度变化，CCD图像传感器（3）测量出该形变的数值，经由外部的数据处理设备的分析处理，最终获得被测轴承运动部件保持架（2）或旋转内圈的温度数值。
2.根据权利要求1所述的一种滚动轴承运动部件的在线感温方法，其特征在于，所述的在感温结构（1）的末端焊接一个导热块（4），将导热块（4）与被测轴承运动部件的外缘相连接，使得感温结构的伸长方向与被测运动部件的径向一致。
3.根据权利要求1所述的一种滚动轴承运动部件的在线感温方法，其特征在于，所述CCD图像传感器（3）为线阵CCD，其在工作状态时测量感温结构（1）的自由端在变形方向上的形变值，并将信号输入后续数据处理设备。
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