CN105605109B - 可获取角域振动信号的传感器集成滑环式轴承结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可获取角域振动信号的传感器集成滑环式轴承结构，包括轴承，轴承包括转子和定子，在转子的其中一端端面固定有加速度传感器，在转子外圆周面靠近加速度传感器的一端固套有绝缘基体环，在绝缘基体环的外圆周面上开有至少三个与转子同轴的环槽，在每一环槽内均设有接触环，每一接触环分别通过导线与加速度传感器电连接；在轴承靠近绝缘基体环的一端安装有位于转子与定子之间的密封圈，在密封圈上安装有至少与接触环一一对应的接触刷，接触刷的刷头搭在对应的接触环上，在每一接触刷上均连接有导线。这样通过一个加速度传感器监测轴承转子的振动和转速信息，使轴承故障信息的获取更加准确、布置更加紧凑、传感器使用数量更少。
Description
技术领域
本发明属于轴承监测技术领域，具体地讲，特别涉及一种可获取角域振动信号的传感器集成滑环式轴承结构。
背景技术
目前，轴承广泛地应用于能源，冶金，航空航天与军事工业，是机械装备中最常用的零件之一，也是易损部件。轴承在运转过程中承受的载荷大，工作条件恶劣，发生故障的概率也大。据统计，旋转机械的故障中，轴承损坏的故障约占30％。而轴承故障轻则降低系统效能，引起停机，重则产生事故，造成重大经济损失与人员伤亡。传感器集成式轴承可以在不破坏轴承本体结构，也不在轴承外部安装额外组件的条件下监测轴承实时状态，实现轴承早期故障预警，具有很大的实用价值。
现有的传感器集成式轴承多将传感器布置于轴承定子部分，利用磁电或光电的方式测量轴承转速。这种方式测量的振动信息来源于轴承外圈，距离故障源位置有一定距离，不能全面反映轴承故障信息。并且振动与转速测量使用不同的传感器，需要安装额外的磁极或光栅码盘，功能部件布置分散，设计不够紧凑，集成度低。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种可获取角域振动信号的传感器集成滑环式轴承结构，用于减少传感器数量，提高故障监测效率。
本发明的技术方案如下：一种可获取角域振动信号的传感器集成滑环式轴承结构，包括轴承，所述轴承包括转子和定子，在所述转子的其中一端端面固定有加速度传感器，在所述转子外圆周面靠近加速度传感器的一端固套有绝缘基体环，在所述绝缘基体环的外圆周面上开有至少三个与转子同轴的环槽，在每一所述环槽内均设有接触环，每一所述接触环分别通过导线与加速度传感器电连接；在所述轴承靠近绝缘基体环的一端安装有密封圈，所述密封圈位于转子与定子之间，在所述密封圈上安装有至少与接触环一一对应的接触刷，所述接触刷的刷头搭在对应的接触环上，在每一所述接触刷上均连接有导线。
本发明通过在轴承转子的端面固定加速度传感器，在转子外圆周面设置与加速度传感器导线连接的接触环，并在转子与定子之间的密封圈上安装接触刷，通过接触刷与接触环的连接，对加速度传感器供电并将加速度传感器的信号输出，从而直接监测轴承转子的振动信息，信息获取可靠、传递路径短、使轴承故障信息的获取更加准确；并且，加速度传感器位于转子上，可以同时获取轴承的转速信息，避免安装额外的磁极或光栅码盘，功能部件布置紧凑、集成度高，传感器使用数量少，成本更低。
所述密封圈包括均与轴承同轴的固定环、连接环和安装环，所述固定环和安装环均呈筒状，其中固定环的外壁紧贴定子的内壁固定，所述安装环位于固定环与绝缘基体环之间，并且在所述安装环与绝缘基体环之间留有间隙，在安装环上开有与接触刷一一对应的让位孔，所述接触刷穿过对应的让位孔与对应的接触环接触，所述连接环连接在固定环与安装环的外端之间。密封圈的结构简单、牢固、便于接触刷的安装，并且确保了接触刷与接触环之间的稳定可靠接触。
每一所述接触刷上的导线连接在接触刷的外端，在所述连接环上开有供接触刷上导线穿过的过孔。可以有效地避免导线干扰接触刷与接触环之间的接触。
所述安装环的内端向内弯折形成翻边，所述绝缘基体环的外壁向外凸起，形成夹在每一接触环两侧的凸环，所述凸环的外端与翻边的内端重叠。翻边和凸环的设置，便于对绝缘基体环与安装环之间的间隙进行遮蔽，有利于加强轴承密封效果。
作为优选，所述绝缘基体环外圆周面上的环槽有三个，所述接触环也有三个，与每一接触环对应的接触刷有两个。
作为另一种优选，所述绝缘基体环外圆周面上的环槽有四个，所述接触环也有四个，与每一接触环对应的接触刷有一个。
有益效果：本发明通过在轴承转子的端面固定加速度传感器，在转子外圆周面设置与加速度传感器导线连接的接触环，在转子与定子之间的密封圈上安装与接触环接触的接触刷，从而直接监测轴承转子的振动和转速信息，使轴承故障信息的获取更加准确、功能部件布置更加紧凑、传感器使用数量更少。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为图1的I部放大图。
图3为图1的右视图。
图中标记如下：轴承1、定子1a、转子1b、加速度传感器2、导线3、密封圈4、固定环4a、连接环4b、安装环4c、翻边4c’、接触刷5、接触环6、绝缘基体环7和凸环7a。
具体实施方式
下面通过参考附图描述实施例是示例性的，旨在解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。下面详细描述本发明的实施例，所述的实施例示例在附图中示出，其中自始至终以相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。在本发明的描述中，需要说明的是，对于方位词，如有术语“中心”，“横向”、“纵向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示方位和位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于叙述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定方位构造和操作，不应理解为限制本发明的具体保护范围。
在本发明中，除另有明确规定和限定，如有术语“组装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应作广义去理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；也可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以是通过中间媒介相连，可以是两个元件内部相连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述的术语在本发明中的具体含义。
下面结合附图，通过对本发明的具体实施方式作进一步的描述，使本发明的技术方案及其有益效果更加清楚、明确。
如图1、图2和图3所示，本发明包括轴承1，所述轴承1包括转子1b和定子1a，在所述转子1b的其中一端端面固定有加速度传感器2，在所述转子1b固定加速度传感器2的端面上可以开设有凹槽，所述加速度传感器2镶嵌并粘贴在该凹槽内；也可以将加速度传感器2直接粘贴固定在转子1b的对应端面。在所述转子1b外圆周面靠近加速度传感器2的一端固套有绝缘基体环7，在所述绝缘基体环7的外圆周面上开有至少三个与转子1b同轴的环槽，本实施例优选所述环槽并排均匀开设有三个。在每一所述环槽内均设有接触环6，每一所述接触环6分别通过导线3与加速度传感器2电连接。在所述轴承1靠近绝缘基体环7的一端安装有密封圈4，所述密封圈4位于转子1b与定子1a之间，在所述密封圈4上安装有至少与接触环6一一对应的接触刷5，所述接触刷5的刷头搭在对应的接触环6上，在每一所述接触刷5上均连接有导线3。本实施例优选与每一所述接触环6对应的接触刷5有两个。当然，所述绝缘基体环7外圆周面上的环槽也可以有四个、五个或者更多个，所述接触环6也可以有四个、五个或者更多个，与每一接触环6对应的接触刷5也可以只有一个。
如图1、图2和图3所示，所述密封圈4包括均与轴承1同轴的固定环4a、连接环4b和安装环4c，所述固定环4a和安装环4c均呈筒状，其中固定环4a的外壁紧贴定子1a的内壁固定。所述安装环4c位于固定环4a与绝缘基体环7之间，并且在所述安装环4c与绝缘基体环7之间留有间隙，在安装环4c上开有与接触刷5一一对应的让位孔，所述接触刷5穿过对应的让位孔与对应的接触环6接触。并且，所述安装环4c的内端向内弯折形成环形的翻边4c’，所述绝缘基体环7的外壁向外凸起，形成夹在每一接触环6两侧的凸环7a，所述凸环7a的外端与翻边4c’的内端重叠，从而对安装环4c与绝缘基体环7之间的间隙进行遮蔽。所述连接环4b连接在固定环4a与安装环4c的外端之间。每一所述接触刷5上的导线3连接在接触刷5的外端，在所述连接环4b上开有供接触刷5上导线3穿过的过孔。
如图1所示，当然，在所述轴承1远离绝缘基体环7的一端也可以安装有密封结构，该密封结构可以与另一端的密封圈4结构一样，也可以选用市面上常用的轴承密封环。
Claims (5)
1.一种可获取角域振动信号的传感器集成滑环式轴承结构，包括轴承，所述轴承包括转子和定子，其特征在于：在所述转子的其中一端端面固定有加速度传感器，在所述转子外圆周面靠近加速度传感器的一端固套有绝缘基体环，在所述绝缘基体环的外圆周面上开有至少三个与转子同轴的环槽，在每一所述环槽内均设有接触环，每一所述接触环分别通过导线与加速度传感器电连接；在所述轴承靠近绝缘基体环的一端安装有密封圈，所述密封圈位于转子与定子之间，在所述密封圈上安装有至少与接触环一一对应的接触刷，所述接触刷的刷头搭在对应的接触环上，在每一所述接触刷上均连接有导线；所述密封圈包括均与轴承同轴的固定环、连接环和安装环，所述固定环和安装环均呈筒状，其中固定环的外壁紧贴定子的内壁固定，所述安装环位于固定环与绝缘基体环之间，并且在所述安装环与绝缘基体环之间留有间隙，在安装环上开有与接触刷一一对应的让位孔，所述接触刷穿过对应的让位孔与对应的接触环接触，所述连接环连接在固定环与安装环的外端之间。
2.根据权利要求1所述可获取角域振动信号的传感器集成滑环式轴承结构，其特征在于：每一所述接触刷上的导线连接在接触刷的外端，在所述连接环上开有供接触刷上导线穿过的过孔。
3.根据权利要求2所述可获取角域振动信号的传感器集成滑环式轴承结构，其特征在于：所述安装环的内端向内弯折形成翻边，所述绝缘基体环的外壁向外凸起，形成夹在每一接触环两侧的凸环，所述凸环的外端与翻边的内端重叠。
4.根据权利要求1或2或3所述可获取角域振动信号的传感器集成滑环式轴承结构，其特征在于：所述绝缘基体环外圆周面上的环槽有三个，所述接触环也有三个，与每一接触环对应的接触刷有两个。
5.根据权利要求1或2或3所述可获取角域振动信号的传感器集成滑环式轴承结构，其特征在于：所述绝缘基体环外圆周面上的环槽有四个，所述接触环也有四个，与每一接触环对应的接触刷有一个。
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