CN107132046B - 用于监测轴颈组件中的轴承健康的系统和方法 - Google Patents

用于监测轴颈组件中的轴承健康的系统和方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107132046B
CN107132046B CN201710102898.7A CN201710102898A CN107132046B CN 107132046 B CN107132046 B CN 107132046B CN 201710102898 A CN201710102898 A CN 201710102898A CN 107132046 B CN107132046 B CN 107132046B
Authority
CN
China
Prior art keywords
bearings
shaft
vibration sensors
speed sensor
split spacer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201710102898.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107132046A (zh
Inventor
M.A.富勒
J.D.比安卡
A.P.德卡斯
K.基米洛维奇
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
General Electric Technology GmbH
Original Assignee
General Electric Technology GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by General Electric Technology GmbH filed Critical General Electric Technology GmbH
Publication of CN107132046A publication Critical patent/CN107132046A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107132046B publication Critical patent/CN107132046B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M13/00—Testing of machine parts
    • G01M13/04—Bearings
    • G01M13/045—Acoustic or vibration analysis
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C15/00—Disintegrating by milling members in the form of rollers or balls co-operating with rings or discs
    • B02C15/04—Mills with pressed pendularly-mounted rollers, e.g. spring pressed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C15/00—Disintegrating by milling members in the form of rollers or balls co-operating with rings or discs
    • B02C15/10—Mills with balls or rollers centrifugally forced against the inner surface of a ring, the balls or rollers of which are driven by other means than a centrally-arranged member
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C19/00—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
    • F16C19/54—Systems consisting of a plurality of bearings with rolling friction
    • F16C19/546—Systems with spaced apart rolling bearings including at least one angular contact bearing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C19/00—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
    • F16C19/54—Systems consisting of a plurality of bearings with rolling friction
    • F16C19/55—Systems consisting of a plurality of bearings with rolling friction with intermediate floating or independently-driven rings rotating at reduced speed or with other differential ball or roller bearings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23K—FEEDING FUEL TO COMBUSTION APPARATUS
    • F23K1/00—Preparation of lump or pulverulent fuel in readiness for delivery to combustion apparatus
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/14—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
    • G01D5/142—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage using Hall-effect devices
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01H—MEASUREMENT OF MECHANICAL VIBRATIONS OR ULTRASONIC, SONIC OR INFRASONIC WAVES
    • G01H1/00—Measuring characteristics of vibrations in solids by using direct conduction to the detector
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01H—MEASUREMENT OF MECHANICAL VIBRATIONS OR ULTRASONIC, SONIC OR INFRASONIC WAVES
    • G01H1/00—Measuring characteristics of vibrations in solids by using direct conduction to the detector
    • G01H1/003—Measuring characteristics of vibrations in solids by using direct conduction to the detector of rotating machines
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P3/00—Measuring linear or angular speed; Measuring differences of linear or angular speeds
    • G01P3/42—Devices characterised by the use of electric or magnetic means
    • G01P3/44—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P3/00—Measuring linear or angular speed; Measuring differences of linear or angular speeds
    • G01P3/42—Devices characterised by the use of electric or magnetic means
    • G01P3/44—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed
    • G01P3/443—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed mounted in bearings
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P3/00—Measuring linear or angular speed; Measuring differences of linear or angular speeds
    • G01P3/42—Devices characterised by the use of electric or magnetic means
    • G01P3/44—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed
    • G01P3/48—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2233/00—Monitoring condition, e.g. temperature, load, vibration
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2320/00—Apparatus used in separating or mixing
    • F16C2320/23—Milling apparatus
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23K—FEEDING FUEL TO COMBUSTION APPARATUS
    • F23K2201/00—Pretreatment of solid fuel
    • F23K2201/10—Pulverizing

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Crushing And Grinding (AREA)

Abstract

提供一种监测轴颈组件的一个或多个轴承的健康的系统。该系统包括拼合式间隔件、一个或多个振动传感器、速度传感器和控制器。拼合式间隔件构造成设置在轴颈组件的轴上，轴构造成支承轴承。振动传感器构造成检测由轴承发出的振动。速度传感器构造成测量轴承的旋转速度。控制器构造成与振动传感器和速度传感器进行电子连通，并且计算轴承的健康状态。拼合式间隔件包括两个部分，该两个部分限定腔体，腔体构造成贴靠轴，以便允许振动传感器设置在拼合式间隔件的内部且紧挨着一个或多个轴承。

Description

用于监测轴颈组件中的轴承健康的系统和方法
技术领域
本发明的实施例大体涉及功率生产，并且更具体地，涉及用于监测轴颈组件中的轴承的健康的系统和方法。
背景技术
粉碎机是在燃料在发电站的锅炉中燃烧之前，研磨诸如煤的固体燃料的装置。许多这样的粉碎机通过研磨辊子来研磨固体燃料，研磨辊子抵靠着硬的旋转凹形表面(称为“辊筒”)压碎燃料。研磨辊子通过轴承附连到轴颈组件上，轴承允许研磨辊子旋转。轴颈组件还对研磨辊子施加向下力。当固体燃料放置到辊筒中时，辊筒的旋转使固体燃料在研磨辊子下面移动，这又使研磨辊子旋转就位。由于轴颈组件所施加的向下力，固体燃料被研磨辊子压碎/粉碎。
随着时间的推移，轴颈组件的轴承可能由于持久损伤和/或正常磨损而出故障或失效。轴承失效可阻碍附连的研磨辊子旋转，这进而可阻碍研磨辊子粉碎辊筒所容纳的固体燃料。如将理解的那样，研磨辊子未能粉碎固体燃料可降低发电站的效率，或者使发电站停止运行。
为了防止或减轻轴承失效的影响，定期评估粉碎机的轴颈组件中的轴承的健康，使得可在失效之前更换受损或磨损的轴承。评估轴承健康通过人工检查来完成。但是，人工检查轴承是耗时且劳动力密集的过程。此外，在人工检查之间可存在较长的时期，因此，存在轴承可能在这样的检查之间的时间期间失效的风险。
因此，需要一种用于监测轴颈组件中的轴承的健康的系统和方法。
发明内容
在实施例中，提供一种用于监测轴颈组件的一个或多个轴承的健康的系统。该系统包括拼合式间隔件、一个或多个振动传感器、速度传感器和控制器。拼合式间隔件构造成设置在轴颈组件的轴上。轴构造成支承一个或多个轴承。一个或多个振动传感器构造成检测由一个或多个轴承发出的振动。速度传感器构造成测量一个或多个轴承的旋转速度。控制器构造成与一个或多个振动传感器和速度传感器进行电子连通，并且计算一个或多个轴承的健康状态。拼合式间隔件包括两个部分，该两个部分限定腔体，腔体构造成贴靠轴，以便允许一个或多个振动传感器设置在拼合式间隔件的内部且紧挨着一个或多个轴承。
在另一个实施例中，提供一种用于粉碎机的轴颈组件。轴颈组件包括可旋转壳体、轴、拼合式间隔件、一个或多个振动传感器和速度传感器。可旋转壳体联接到研磨辊子上。轴通过一个或多个轴承可旋转地支承可旋转壳体。拼合式间隔件设置在轴上。一个或多个振动传感器构造成检测由一个或多个轴承发出的振动且与控制器进行电子连通。速度传感器构造成测量一个或多个轴承的旋转速度且与控制器进行电子连通。拼合式间隔件包括两个部分，该两个部分限定腔体，腔体构造成贴靠轴，以便允许一个或多个振动传感器设置在拼合式间隔件的内部且紧挨着一个或多个轴承。
在又一个实施例中，提供一种固体燃料粉碎机。固体燃料粉碎机包括至少一个轴颈组件、拼合式间隔件、一个或多个振动传感器、速度传感器和控制器。至少一个轴颈组件包括轴，轴通过一个或多个轴承被可旋转地支承联接到研磨辊子上的可旋转壳体，研磨辊子构造成研磨固体燃料。拼合式间隔件设置在轴上。一个或多个振动传感器构造成检测由一个或多个轴承发出的振动。速度传感器构造成测量一个或多个轴承的旋转速度。控制器构造成与一个或多个振动传感器和速度传感器进行电子连通，并且计算一个或多个轴承的健康状态。拼合式间隔件包括两个部分，该两个部分限定腔体，腔体构造成贴靠轴，以便允许一个或多个振动传感器设置在拼合式间隔件的内部且紧挨着一个或多个轴承。
在再一个实施例中，提供一种用于轴颈组件的拼合式间隔件。拼合式间隔件包括第一部分和构造成匹配第一部分的第二部分。第一部分和第二部分中的至少一个包括一个或多个紧固件，使得当拼合式间隔件设置在轴颈组件的轴上，并且第一部分匹配到第二部分上时，拼合式间隔件形成腔体，腔体构造成贴靠轴，以便允许一个或多个振动传感器通过一个或多个紧固件而紧固在腔体的内部且紧挨着一个或多个轴承。
在再一个实施例中，提供一种用于监测轴颈组件的一个或多个轴承的健康的方法。该方法包括通过与控制器通信的一个或多个振动传感器，检测由一个或多个轴承发出的振动。方法进一步包括通过与控制器进行电子连通的速度传感器，测量一个或多个轴承的旋转速度。方法进一步包括通过控制器，计算一个或多个轴承的健康状态。拼合式间隔件设置在支承一个或多个轴承的轴上，并且包括两个部分，该两个部分限定腔体，腔体贴靠轴，使得一个或多个振动传感器设置在拼合式间隔件的内部且紧挨着一个或多个轴承。
技术方案1. 一种用于监测轴颈组件的一个或多个轴承的健康的系统，所述系统包括：
拼合式间隔件，其构造成设置在所述轴颈组件的轴上，所述轴构造成支承所述一个或多个轴承；
一个或多个振动传感器，其构造成检测由所述一个或多个轴承发出的振动；
速度传感器，其构造成测量所述一个或多个轴承的旋转速度；
控制器，其构造成与所述一个或多个振动传感器和所述速度传感器进行电子连通，并且计算所述一个或多个轴承的健康状态；以及
其中，所述拼合式间隔件包括两个部分，所述两个部分限定腔体，所述腔体构造成贴靠所述轴，以便允许所述一个或多个振动传感器设置在所述拼合式间隔件内部且紧挨着所述一个或多个轴承。
技术方案2. 根据技术方案1所述的系统，其特征在于，所述拼合式间隔件构造成相对于所述轴保持固定，以及固定所述速度传感器，使得所述速度传感器通过检测所述轴颈组件的由所述一个或多个轴承可旋转地支承的旋转构件的旋转速度，来测量所述一个或多个轴承的旋转速度。
技术方案3. 根据技术方案2所述的系统，其特征在于，所述速度传感器是霍尔效应传感器，其检测嵌在所述旋转构件中的两个或更多个磁体的旋转频率。
技术方案4. 根据技术方案2所述的系统，其特征在于，所述轴包括：
沿着所述轴的纵向轴线设置的中心管道，其包括设置在所述轴的端部处的开口；
一个或多个通路，其构造成将所述中心管道连接到所述腔体；以及
所述中心管道和所述一个或多个通路两者构造成容纳电缆，所述电缆将所述一个或多个振动传感器和所述速度传感器在电子连通方面连接到所述控制器和功率源中的至少一个上。
技术方案5. 根据技术方案4所述的系统，其特征在于，所述一个或多个通路沿着所述轴的中性轴线设置。
技术方案6. 根据技术方案4所述的系统，其特征在于，所述系统进一步包括柔性软管，所述柔性软件构造成容纳和保护所述电缆的设置在所述中心管道的开口和粉碎机的壳体之间的区段，所述壳体构造成容纳所述轴颈组件。
技术方案7. 根据技术方案1所述的系统，其特征在于，所述一个或多个振动传感器是冲击脉冲换能器。
技术方案8. 根据技术方案1所述的系统，其特征在于，所述一个或多个振动传感器的振动传感器的数量大于或等于所述一个或多个轴承的轴承的数量。
技术方案9. 一种用于粉碎机的轴颈组件，所述轴颈组件包括：
联接到研磨辊子上的可旋转壳体；
轴，其通过一个或多个轴承可旋转地支承所述可旋转壳体；
设置在所述轴上的拼合式间隔件；
一个或多个振动传感器，其构造成检测由所述一个或多个轴承发出的振动，以及与控制器进行电子连通；
速度传感器，其构造成测量所述一个或多个轴承的旋转速度，以及与所述控制器进行电子连通；以及
其中，所述拼合式间隔件包括两个部分，所述两个部分限定腔体，所述腔体构造成贴靠所述轴，以便允许所述一个或多个振动传感器设置在所述拼合式间隔件的内部且紧挨着所述一个或多个轴承。
技术方案10. 根据技术方案9所述的轴颈组件，其特征在于，所述拼合式间隔件构造成相对于所述轴保持固定，并且固定所述速度传感器，使得所述速度传感器通过检测所述可旋转壳体的旋转速度，来测量所述一个或多个轴承的旋转速度。
技术方案11. 根据技术方案10所述的轴颈组件，其特征在于，所述速度传感器是霍尔效应传感器，其检测嵌在所述可旋转壳体中的两个或更多个磁体的旋转频率。
技术方案12. 根据技术方案10所述的轴颈组件，其特征在于，所述轴包括：
沿着所述轴的纵向轴线设置的中心管道，其包括设置在所述轴的端部处的开口；
一个或多个通路，其将所述中心管道连接到所述轴的表面；以及
所述中心管道和所述一个或多个通路两者构造成容纳电缆，所述电缆将所述一个或多个振动传感器和所述速度传感器在电子连通方面连接到所述控制器和功率源中的至少一个上。
技术方案13. 根据技术方案12所述的轴颈组件，其特征在于，所述一个或多个通路沿着所述轴的中性轴线设置。
技术方案14. 根据技术方案12所述的轴颈组件，其特征在于，所述轴颈组件进一步包括柔性软管，所述柔性软管构造成容纳和保护所述电缆的设置在所述中心管道的开口和所述粉碎机的壳体之间的区段。
技术方案15. 根据技术方案9所述的轴颈组件，其特征在于，所述一个或多个振动传感器是冲击脉冲换能器。
技术方案16. 根据技术方案9所述的轴颈组件，其特征在于，所述一个或多个振动传感器的振动传感器的数量大于或等于所述一个或多个轴承的轴承的数量。
技术方案17. 一种用于轴颈组件的拼合式间隔件，所述拼合式间隔件包括：
第一部分；以及
第二部分，其构造成匹配所述第一部分；以及
其中，所述第一部分和所述第二部分中的至少一个包括一个或多个紧固件，使得当所述拼合式间隔件设置在所述轴颈组件的轴上，并且所述第一部分匹配到所述第二部分上时，所述拼合式间隔件形成腔体，所述腔体构造成贴靠所述轴，以便允许一个或多个振动传感器通过所述一个或多个紧固件而紧固在所述腔体的内部且紧挨着所述一个或多个轴承。
技术方案18. 根据技术方案17所述的拼合式间隔件，其特征在于，所述振动传感器是冲击脉冲换能器。
技术方案19. 根据技术方案17所述的拼合式间隔件，其特征在于，所述拼合式间隔件构造成相对于所述轴保持固定且固定速度传感器。
技术方案20. 根据技术方案19所述的拼合式间隔件，其特征在于，所述速度传感器是霍尔效应传感器。
技术方案21. 一种用于监测轴颈组件的一个或多个轴承的健康的方法，所述方法包括：
通过与控制器通信的一个或多个振动传感器，检测由所述一个或多个轴承发出的振动，
通过与所述控制器进行电子连通的速度传感器，测量所述一个或多个轴承的旋转速度；
通过所述控制器，计算所述一个或多个轴承的健康状态；以及
其中，拼合式间隔件设置在支承所述一个或多个轴承的轴上，并且包括两个部分，所述两个部分限定腔体，所述腔体贴靠所述轴，使得所述一个或多个振动传感器设置在所述拼合式间隔件的内部且紧挨着所述一个或多个轴承。
技术方案22. 根据技术方案21所述的方法，其特征在于，所述拼合式间隔件构造成相对于所述轴保持固定且固定所述速度传感器，以及通过与所述控制器进行电子连通的所述速度传感器，测量所述一个或多个轴承的旋转速度，包括：
检测所述轴颈组件的旋转构件的旋转速度，所述旋转构件由所述一个或多个轴承可旋转地支承。
技术方案23. 根据技术方案21所述的方法，其特征在于，所述速度传感器是霍尔效应传感器，并且检测所述轴颈组件的旋转构件的旋转速度包括：
检测嵌在所述旋转构件中的两个或更多个磁体的旋转频率。
技术方案24. 根据技术方案21所述的方法，其特征在于，所述轴包括：
沿着所述轴的纵向轴线设置的中心管道，其包括设置在所述轴的端部处的开口；
一个或多个通路，其构造成将所述中心管道连接到所述腔体；以及
所述中心管道和所述一个或多个通路两者构造成容纳电缆，所述电缆将所述一个或多个振动传感器和所述速度传感器在电子连通方面连接到所述控制器和功率源中的至少一个上。
技术方案25. 根据技术方案21所述的方法，其特征在于，所述一个或多个振动传感器的振动传感器的数量大于或等于所述一个或多个轴承的轴承的数量。
附图说明
参照附图，通过阅读非限制性实施例的以下描述，将更好地理解本发明，其中在下面：
图1是粉碎机的示意图，粉碎机使用根据本发明的实施例的用于监测轴颈组件的一个或多个轴承的健康的系统；
图2是根据本发明的实施例的轴颈组件的横截面图；
图3是图2的轴颈组件的另一个横截面图；
图4是图2的轴颈组件的速度传感器的放大视图；
图5是图2的轴颈组件的中心管道的开口的放大视图；
图6是图2的轴颈组件的另一个横截面图；
图7是根据本发明的额外的实施例的轴颈组件的横截面图；
图8是图7的轴颈组件的额外的横截面图；
图9是图7的轴颈组件的速度传感器的放大视图；
图10是图7的轴颈组件的中心管道的开口的放大视图；以及
图11是描绘根据本发明的实施例的用于监测轴颈组件的一个或多个轴承的健康的方法的流程图。
具体实施方式
将在下面详细参照本发明的示例性实施例，在附图中示出示例性实施例的示例。在任何可行的地方，图中使用的相同参考符号都指示相同或相似部件，而不重复进行描述。
如本文使用，用语“基本”、“大体”和“大约”表示相对于适合实现构件或组件的功能目的理想期望状况，在合理的可实现的制造和组装公差之内的状况。如本文使用，“电联接”、“电连接”和“电子连通”的意思是，所引用的元件直接或间接地连接，使得电流可从一个元件流到另一个元件。连接可包括直接导电连接，即，没有居间电容元件、感应元件或有源元件、感应连接、电容连接和/或任何其它适当的电连接。可存在居间构件。还如本文使用，用语“流通地连接”的意思是，所引用的元件连接成使得流体(包括液体、气体和/或等离子体)可从一个元件流到另一个元件。如本文进一步使用，用语“填充”包括用填充物体完全和部分地填充容纳物体。另外，如本文关于用语“轴承”所使用，用语“健康”指的是轴承的机械和/或摩擦学状况(一个或多个)。
另外，虽然关于粉碎机的轴颈组件中的轴承来描述本文公开的实施例，但要理解的是，本发明的实施例同样适用于其中需要监测轴承的健康的任何装置和/或过程。
因此，参照图1，显示粉碎机10，它使用根据本发明的实施例的系统12来监测轴颈组件18的一个或多个轴承(图2、3和6中的14、16)的健康。粉碎机10包括壳体20、燃料入口导管22、一个或多个燃料出口导管24、分离器/分类器26、由轴30支承的旋转辊筒28(轴30被马达(未显示)转动)、一个或多个空气入口导管32、轴颈组件18和控制器34，控制器34包括至少一个处理器/CPU36和存储器装置38，存储器装置38存储监测应用程序。壳体20容纳分类器26、辊筒28和轴颈组件18。燃料入口导管22、燃料出口导管24和空气入口导管32如图1中显示的那样穿透壳体20。轴颈组件18安装到壳体20的内部上，并且包括研磨辊子40，研磨辊子40构造成抵靠着旋转辊筒28研磨固体燃料。
在实施例中，固体燃料通过燃料入口导管22堆积到旋转辊筒28中。随着辊筒28旋转，固体燃料被迫到研磨辊子40下方，使得由轴颈组件18的偏压构件42提供的偏压力使得研磨辊子40能够压碎/粉碎固体燃料。空气入口导管32将受迫空气向上吹过壳体20，使得粉碎燃料被迫通过分类器26中的间隙44且离开燃料出口导管24。如将理解的那样，间隙44仅仅允许合适大小的粉碎燃料传送通过燃料出口导管24，出口导管24又可流通地连接到发电站的锅炉的燃烧室和/或其它燃料消耗装置上。
现在转到图2和3，显示了系统12的轴颈组件18的两个横截面图。如可在图2和3中看到的那样，系统12包括拼合式间隔件46、一个或多个振动传感器48、50(在图3中显示)、速度传感器52(在图2和4中显示)和控制器(图1中的34)。拼合式间隔件46构造成设置在轴颈组件18的轴54上。轴54构造成支承轴承14、16。振动传感器48、50构造成检测由轴承14、16发出的振动。速度传感器52构造成测量轴承14、16的旋转速度。控制器34构造成与振动传感器48、50和速度传感器52进行电子连通，并且计算轴承14、16的健康状态。在实施例中，控制器34可通过轴承14、16的检测到的振动和测得的旋转速度来计算健康状态。拼合式间隔件46包括两个部分56和58，它们限定腔体60，腔体60构造成贴靠轴54，以便允许振动传感器48、50设置在拼合式间隔件46的内部且紧挨着轴承14、16。在实施例中，健康状态指示一个或多个轴承14、16的健康，例如，健康状态可指示轴承14、16的当前状态，不管是否需要更换轴承14、16，以及/或者还要多久才更换轴承14、16。在实施例中，健康状态可显示在视频显示屏上，用来触发警报，以及/或者用来调整粉碎机10的运行，例如，降低旋转辊筒28的速度和/或使轴承具有不良健康状态(失效或接近失效)的轴颈组件18停止工作。
如图2和3中进一步显示的那样，轴颈组件18包括一个或多个固定构件54、62、46、48、50、52和一个或多个旋转构件40，64、66。在实施例中，固定构件可包括轴54、设置在轴54上的轴颈头62、拼合式间隔件46、振动传感器48、50和速度传感器52；并且旋转构件可包括上部轴颈壳体64、下部轴颈壳体66和研磨辊子40。旋转构件40、64、66通过轴承14、16可旋转地支承/连接到轴54上。
轴54可具有沿着轴54的纵向轴线72设置的第一端68和第二端70，第一端68与第二端70相对。轴54构造成支承一个或多个轴承14、16，例如，轴承14、16的内部滚道可配合到轴54上。在实施例中，轴54可包括沿着纵向轴线72设置的中心管道74，其包括在轴54的第一端68处的开口76。中心管道74可构造成容纳电缆78，电缆78将振动传感器48、50和速度传感器52在电子连通方面连接到控制器(图1中的34)和/或功率源(未显示)上，功率源对传感器48、50、52提供功率。
在实施例中，轴54可进一步包括一个或多个通路80(在图2中最佳地看到)，它们构造成将中心管道74连接到腔体60上且容纳电缆78。通路80可沿着中性轴线(图2中的82)设置，中性轴线82是随着轴54在研磨辊子40压碎/粉碎固体燃料时围绕纵向轴线72旋转，经历最少量应力的轴54的轴线。如将理解的那样，沿着轴54的中性轴线82定位通路80会限制轴54由于将通路80结合到(例如钻削/铣削到)轴54中而引起的结构完整性的降低。另外，通路80可构造成以对应于电缆78的柔性的角度与中心管道74相交，例如，通路80可构造成容纳无法形成直角转向/弯曲的电缆78。在实施例中，轴54可进一步包括插塞84(在图5中最佳地看到)，插塞84密封中心管道74，同时允许电缆78穿过。在这样的实施例中，中心管道74可进一步构造成容纳润滑剂，例如油。
参照图3，轴颈头62在第一端68处或附近紧固到轴54上，并且接触偏压构件42。在实施例中，通过轴54对研磨辊子40施加由偏压构件42提供的偏压力，使得研磨辊子40阻止沿与偏压力相反的方向的移动。换句话说，偏压构件42在研磨辊子40上保持力，使得固体燃料必须经过它和辊筒28之间，以便使固体燃料被研磨/压碎/粉碎。
上部轴颈壳体64在轴54上设置在轴颈头62和下部轴颈壳体66之间。在实施例中，上部轴颈壳体64可通过上部轴颈轴承14可旋转地支承到轴54上，例如，上部轴颈壳体64配合到上部轴颈轴承14的外座圈上。在实施例中，上部轴颈壳体64可构造成与轴颈头62匹配。在这样的实施例中，轴颈头62可包括头裙边86，它与上部轴颈壳体64形成密封，以便抑制污垢和其它污染物接触轴颈头62和上部轴颈壳体64的匹配部分。
下部轴颈壳体66在轴54上设置在第二端70处或附近，使得下部轴颈壳体66相对于轴颈头62在上部轴颈壳体64的相对侧。在实施例中，下部轴颈壳体66可由下部轴颈轴承16可旋转地支承/配合到轴54上。在实施例中，以及如图2和3中显示的那样，上部轴颈壳体64和下部轴颈壳体66可为单独的构件，它们紧固在一起，使得它们通过上部轴颈轴承14和下部轴颈轴承16围绕轴54同时旋转。例如，在实施例中，上部轴承14和下部轴承16的内部滚道可配合到轴54上，并且上部轴承14和下部轴承16的外部滚道可分别配合到上部轴颈壳体64和下部轴颈壳体66上。但要理解的是，在其它实施例中，上部轴颈壳体64和下部轴颈壳体66可由单个可旋转结构/壳体形成。
研磨辊子40可紧固到/联接到下部轴颈壳体66上，使得研磨辊子40构造成围绕轴54旋转就位。如将理解的那样，以及如上面陈述的那样，研磨辊子40构造成在锅炉和/或发电站的燃烧室中的固体燃料燃烧之前，研磨/粉碎辊筒28中的固体燃料，诸如煤。
如图2和3中进一步显示的那样，拼合式间隔件46可在轴54上设置在上部轴承14和下部轴承16之间。拼合式间隔件46的两个部分56和58可各自分别具有凹陷表面88和90。在实施例中，两个部分56和58可通过一个或多个紧固件92紧固/匹配在一起(在图3中显示)。如将理解的那样，在实施例中，两个部分56和58允许振动传感器48和50安装到轴54上，使得振动传感器48和50在拼合式间隔件46的内部，例如，振动传感器48和50设置在腔体60中，使得振动传感器48和50设置在凹陷表面88和90和轴54之间。具体地，用两个部分56和58形成拼合式间隔件46可提供将诸如螺纹的紧固件94加工到拼合式间隔件46中的能力，使得振动传感器48、50可紧固/安装在腔体60的内部，然后将两个部分56和58连结在一起。
在实施例中，振动传感器48、50可为冲击脉冲换能器。因此，振动传感器48、50可构造/安装到拼合式间隔件46的腔体60中，使得它们与拼合式间隔件46形成紧密金属-金属连接。另外，虽然所提供的图将振动传感器48、50描绘成冲击脉冲换能器，但要理解的是，可使用其它类型的振动传感器。另外，在实施例中，振动传感器48、50的数量可大于或等于轴承14、16的数量。例如，在实施例中，各个轴承14、16可具有对应的振动传感器48、50。
一旦振动传感器48、50安装在两个部分56和58的内部，部分56和58就可通过紧固件92紧固在一起。然后拼合式间隔件46可安装到轴54上。在将拼合式间隔件46安装到轴54上的期间，拼合式间隔件46可在轴上旋转，使得振动传感器48、50在通路80上面或附近对齐。然后电缆78可被引导通过通路80、中心管道74且离开开口76，使得电缆78将振动传感器48、50连接到控制器34上。然后拼合式间隔件46可构造成相对于轴54保持固定，例如，拼合式间隔件46不围绕轴54旋转。例如，在实施例中，拼合式间隔件46可通过抗旋转销96(在图2中显示)紧固到轴54上，抗旋转销96防止拼合式间隔件46蠕变和/或围绕轴54旋转。换句话说，抗旋转销96通过使拼合式间隔件46成为轴颈组件18的固定构件来防止电缆78受损。另外，拼合式间隔件46中的平行于纵向轴线72的槽口允许抗旋转销96轻易地对齐和安装到轴54中的抗旋转销孔中。
另外，如图2和4中显示的那样，在实施例中，拼合式间隔件46可构造成固定速度传感器52，使得速度传感器52通过检测旋转构件40、64、66中的一个或多个的旋转速度，来测量一个或多个轴承14、16的旋转速度。例如，拼合式间隔件46可具有膛孔98，速度传感器52安装到膛孔98中。然后速度传感器52可通过紧固件100紧固就位。因此，在拼合式间隔件46固定速度传感器52的实施例中，拼合式间隔件46可进一步围绕轴54的纵向轴线72旋转，使得速度传感器52在通路80上面或附近对齐，使得将速度传感器52连接到控制器34上的电缆(一个或多个)78可按类似于将振动传感器48、50连接到控制器34上的电缆78的方式，被引导通过通路80、中心管道74和开口76。
如将理解的那样，在实施例中，速度传感器52可为霍尔效应传感器，它检测嵌在旋转构件40、64、66中的一个或多个中的两个或更多个磁体102的旋转频率。在包括两个或更多个磁体102的实施例中，磁体102可围绕一个或多个旋转构件40、64、66均等地间隔开且排序，以便具有交变极性。例如，在这样的实施例中，四个或更多个磁体102可按彼此隔开相同距离的方式嵌在下部轴颈壳体66中，而且拼合式间隔件46可固定速度传感器52，使得在磁体102和速度传感器52之间存在间隙104。在实施例中，间隙104可为0.375英寸。
现在转到图6，系统12可进一步包括软管106，软管106构造成容纳和保护设置在中心管道74的开口76和粉碎机10的壳体20之间的电缆78的区段。在实施例中，软管106可穿透壳体20的门108。软管106可在环境上被密封，使得诸如粉碎燃料的腐蚀材料不可接触电缆78。另外，软管106可具有柔性，以适应轴颈组件18由于研磨辊子40在辊筒28中压碎/粉碎固体燃料而产生的移动。
如将理解的那样，可通过使拼合式间隔件46、振动传感器48、50、速度传感器52、电缆78和紧固件100形成为子组件来组装轴颈组件18。在引导电缆78通过拼合式间隔件46中的槽口之后，然后可将子组件放置到轴54上，使得通路80保持可接近。然后连接振动传感器48、50和速度传感器52的电缆78可如上面论述的那样通过通路80、中心管道74和开口76而被引导通过轴54。一旦电缆78已经被引导通过轴54，则子组件可定位在轴54上，使得振动传感器48、50和速度传感器52在通路80上面或附近，它们的对应的电缆78可传送通过通路80。然后子组件可通过对直拼合式间隔件46中的抗旋转槽口与轴54中的抗旋转销孔且用抗旋转销96紧固拼合式间隔件46，来固定/紧固就位。然后开口76可通过插塞84密封。
另外，如图7-10中示出的那样，轴颈组件118的备选实施例可不包括轴颈头(图1中的62)，或者上部和下部轴颈壳体(分别为图1中的64和66)。但要理解的是，在这样的实施例中，拼合式间隔件46、振动传感器48、50、速度传感器52、中心管道74、通路80和软管106在功能上类似于上面论述的那些。
现在转到图11，显示用于监测轴颈组件18的一个或多个轴承14、16的健康的方法120，其使用系统12。如将理解的那样，在实施例中，存储在存储器装置38中的监测应用程序可加载到至少一个处理器/CPU36上，使得控制器34由监测应用程序调节，以执行方法120的全部或一部分。方法包括：通过一个或多个振动传感器48、50，检测122由一个或多个轴承14、16发出的振动；通过速度传感器52，测量124一个或多个轴承14、16的旋转速度；以及通过控制器34，计算126一个或多个轴承14、16的健康状态。在速度传感器52由拼合式间隔件46固定的实施例中，通过速度传感器52测量124一个或多个轴承14、16的旋转速度可包括检测128轴颈组件18的旋转构件40、64、66的旋转速度。另外，在速度传感器52是霍尔效应传感器的实施例中，检测轴颈组件18的旋转构件40、64、66的旋转速度可包括检测130嵌在旋转构件40、64、66中的两个或更多个磁体102的旋转频率。
如将理解的那样，由一个或多个轴承14、16发出的振动可为在一个或多个轴承14、16的加载滚动元件和滚道之间产生振动冲击，其“激励”振动传感器48、50。因此，在实施例中，振动传感器48、50可构造成将接收到的激励转换成电信号，然后电信号通过电缆78传输到控制器34。进而，控制器34可构造成通过分析接收到的电信号来确定/计算轴承14、16的健康状态。然后可比较接收到的信号与表示各种健康水平的预定值。例如，在某些实施例中，由振动传感器48、50传输的电信号可由脉冲组成，并且控制器34可基于接收到的脉冲速率来确定轴承14、16的健康状态。在这样的实施例中，接收到的脉冲速率越高，轴承14、16的健康越糟糕。虽然由振动传感器48、50传输的电信号在本文被描述成脉冲，但要理解的是，可使用其它类型的信号，例如，模拟或数字编码，以及/或者其它适当的信号型式。在实施例中，接收到的信号中的高峰、尖峰或其它变化或其型式可用来确定健康状态。
如进一步要理解的那样，系统12可包括必要的电子器件、软件、存储器、储存器、数据库、固件、逻辑/状态机、微处理器、通信链路、显示器或其它视频或音频用户接口、打印装置，以及用以执行本文描述的功能和/或实现本文描述的结果的任何其它输入/输出接口。例如，如前面提到的那样，系统12可包括至少一个处理器36和系统存储器38，它可包括随机存取存储器(RAM)和只读存储器(ROM)。系统12可进一步包括输入/输出控制器，以及一个或多个数据存储器结构。所有这些后面的元件都可与至少一个处理器36通信，以有利于上面论述的系统12的运行。可提供适当的计算机程序代码来执行许多功能，包括上面关于本文公开的系统12和方法120所论述的那些。计算机程序代码还可包括程序元件，诸如操作系统、数据库管理系统和“装置驱动器”，它允许系统12对接计算机外围装置，例如，传感器、视频显示器、键盘、计算机鼠标等。
系统12的至少一个处理器36可包括一个或多个传统的微处理器和一个或多个补充协同处理器，诸如数学协同处理器等。彼此通信的元件不必连续地彼此发信号或进行通信。相反，这样的元件可在必要的时间彼此进行通信，某些时候可制止交换数据，而且可执行若干步骤来在它们之间建立通信链路。
诸如本文论述的存储器的数据存储器结构可包括下者的适当组合、磁存储器、光存储器和/或半导体存储器，并且可包括例如RAM、ROM、闪存、光盘(诸如致密盘)和/或硬盘或驱动器。数据存储器结构可存储例如系统12和/或一个或多个程序所需的信息，例如，适合指导系统12的计算机程序代码，诸如监测应用程序和/或其它计算机程序产品。程序可存储为例如压缩格式、未编译格式和/或加密格式，并且可包括计算机程序代码。计算机程序代码的指令可从计算机可读介质读取到处理器的主要存储器中。虽然程序中的指令的执行顺序使处理器执行本文描述的步骤的过程，但硬接线电路可用来代替用于实现本发明的过程的软件指令，或者与其结合起来使用。因而，本发明的实施例不限于硬件和软件的任何特定组合。
程序还可在可编程硬件装置中实现，诸如现场可编程门阵列、可编程阵列逻辑、可编程逻辑装置等等。程序还可在由各种类型的计算机处理器执行的软件中实现。可执行代码的程序可包括例如计算机指令的一个或多个物理或逻辑块，它们例如可被组织成对象、程序、过程或功能。尽管如此，所标识的程序的可执行部分不必在物理上定位在一起，而是可包括存储在不同位置中的单独的指令，当它们在逻辑上合并在一起时，形成程序且实现所陈述的程序的目的，诸如通过执行多个随机操作来保持隐私。在实施例中，可执行代码的应用程序可为许多指令的汇编，而且甚至可分布在不同的程序之中以及在若干装置上的若干不同的代码分区或节段上。
如本文使用，用语“计算机可读介质”指的是将指令提供给或参与将指令提供给系统12的至少一个处理器36(或者本文描述的装置的任何其它处理器)供其执行的任何介质。这种介质可采取许多形式，包括(但不限于)非易失性媒体和易失性媒体。非易失性媒体包括，例如，光盘、磁盘或光磁盘，诸如存储器。易失性媒体包括动态随机存取存储器(DRAM)，它典型地构成主要存储器。计算机可读媒体的普通形式包括，例如，软盘、软碟、硬盘、磁带、任何其它磁性介质、CD-ROM、DVD、任何其它光学介质、RAM、PROM、EPROM或EEPROM(可电擦除可编程只读存储器)、FLASH-EEPROM、任何其它存储器芯片或卡盘，或者可被计算机读取的任何其它介质。
各种形式的计算机可读媒体可涉及将成一个或多个序列的一个或多个指令传到至少一个处理器供其执行。例如，指令可最初置于远程计算机(未显示)的磁盘上。远程计算机可将指令加载到其动态存储器中，并且在以太网连接、电缆线路或使用调制解调器的电话上发送指令。在计算装置本地的通信装置，例如服务器，可在相应的通信线路上接收数据，并且将数据置于至少一个处理器的系统总线上。系统总线将数据传到主要存储器，至少一个处理器从主要存储器中读取指令和执行指令。由主要存储器接收到的指令可以可选地在由至少一个处理器执行之前或之后存储在存储器中。另外，可通过通信端口接收作为电磁信号或光信号的指令，它们是携带各种类型的信息的无线通信或数据流的示例性形式。
要进一步理解的是，以上描述意于为说明性而非约束性的。例如，上面描述的实施例(和/或其各方面)可彼此结合起来使用。另外，可作出许多修改，以使特定情形或材料适合本发明的教导，而不偏离本发明的范围。
例如，在实施例中，提供一种用于监测轴颈组件的一个或多个轴承的健康的系统。系统包括拼合式间隔件、一个或多个振动传感器、速度传感器和控制器。拼合式间隔件构造成设置在轴颈组件的轴上。轴构造成支承一个或多个轴承。一个或多个振动传感器构造成检测由一个或多个轴承发出的振动。速度传感器构造成测量一个或多个轴承的旋转速度。控制器构造成与一个或多个振动传感器和速度传感器进行电子连通，并且计算一个或多个轴承的健康状态。拼合式间隔件包括两个部分，它们限定腔体，腔体构造成贴靠轴，以便允许一个或多个振动传感器设置在拼合式间隔件的内部且紧挨着一个或多个轴承。在某些实施例中，拼合式间隔件构造成相对于轴保持固定且固定速度传感器，使得速度传感器通过检测由一个或多个轴承可旋转地支承的轴颈组件的旋转构件的旋转速度，来测量一个或多个轴承的旋转速度。在某些实施例中，速度传感器是霍尔效应传感器，它检测嵌在旋转构件中的两个或更多个磁体的旋转频率。在某些实施例中，轴包括中心管道和一个或多个通路。中心管道沿着轴的纵向轴线设置，并且包括设置在轴的端部处的开口。一个或多个通路构造成将中心管道连接到腔体。中心管道和一个或多个通路构造成容纳电缆，电缆将一个或多个振动传感器和速度传感器在电子连通方面连接到控制器和功率源中的至少一个上。在某些实施例中，一个或多个通路沿着轴的中性轴线设置。在某些实施例中，系统进一步包括柔性软管，它构造成容纳和保护设置在中心管道的开口和粉碎机的壳体之间的电缆的区段，壳体构造成容纳轴颈组件。在某些实施例中，一个或多个振动传感器是冲击脉冲换能器。在某些实施例中，一个或多个振动传感器的振动传感器的数量大于或等于一个或多个轴承的轴承的数量。
其它实施例提供一种用于粉碎机的轴颈组件。轴颈组件包括可旋转壳体、轴、拼合式间隔件、一个或多个振动传感器和速度传感器。可旋转壳体联接到研磨辊子上。轴可通过一个或多个轴承来旋转地支承可旋转壳体。拼合式间隔件设置在轴上。一个或多个振动传感器构造成检测由一个或多个轴承发出的振动，并且与控制器进行电子连通。速度传感器构造成测量一个或多个轴承的旋转速度，并且与控制器进行电子连通。拼合式间隔件包括两个部分，它们限定腔体，腔体构造成贴靠轴，以便允许一个或多个振动传感器设置在拼合式间隔件的内部且紧挨着一个或多个轴承。在某些实施例中，拼合式间隔件构造成相对于轴保持固定且固定速度传感器，使得速度传感器通过检测可旋转壳体的旋转速度，来测量一个或多个轴承的旋转速度。在某些实施例中，速度传感器是霍尔效应传感器，它检测嵌在可旋转壳体中的两个或更多个磁体的旋转频率。在某些实施例中，轴包括中心管道和一个或多个通路。中心管道沿着轴的纵向轴线设置，并且包括设置在轴的端部处的开口。一个或多个通路将中心管道连接到轴的表面上。中心管道和一个或多个通路两者构造成容纳电缆，电缆使一个或多个振动传感器和速度传感器在电子连通方面连接到控制器和功率源中的至少一个上。在某些实施例中，一个或多个通路沿着轴的中性轴线设置。在某些实施例中，轴颈组件进一步包括柔性软管，它构造成容纳和保护设置在中心管道的开口和粉碎机的壳体之间的电缆的区段。在某些实施例中，一个或多个振动传感器是冲击脉冲换能器。在某些实施例中，一个或多个振动传感器的振动传感器的数量大于或等于一个或多个轴承的轴承的数量。
另外的其它实施例提供一种固体燃料粉碎机。固体燃料粉碎机包括至少一个轴颈组件、拼合式间隔件、一个或多个振动传感器、速度传感器和控制器。至少一个轴颈组件包括轴，轴通过一个或多个轴承而可旋转地支承联接到研磨辊子上的可旋转壳体，研磨辊子构造成研磨固体燃料。拼合式间隔件设置在轴上。一个或多个振动传感器构造成检测由一个或多个轴承发出的振动。速度传感器构造成测量一个或多个轴承的旋转速度。控制器构造成与一个或多个振动传感器和速度传感器进行电子连通，并且计算一个或多个轴承的健康状态。拼合式间隔件包括两个部分，它们限定腔体，腔体构造成贴靠轴，以便允许一个或多个振动传感器设置在拼合式间隔件的内部且紧挨着一个或多个轴承。
在某些实施例中，速度传感器是霍尔效应传感器，并且拼合式间隔件构造成相对于轴保持固定且固定霍尔效应传感器，使得霍尔效应传感器通过检测嵌在可旋转壳体中的两个或更多个磁体的旋转频率，来测量一个或多个轴承的旋转速度。
在某些实施例中，轴包括中心管道和一个或多个通路。中心管道沿着轴的纵向轴线设置，并且包括设置在轴的端部处的开口。一个或多个通路构造成将中心管道连接到腔体。中心管道和一个或多个通路两者都构造成容纳电缆，电缆使一个或多个振动传感器和速度传感器在电子连通方面连接到控制器和功率源中的至少一个上。
在某些实施例中，一个或多个振动传感器的振动传感器的数量大于或等于一个或多个轴承的轴承的数量。
另外的其它实施例提供一种用于轴颈组件的拼合式间隔件。拼合式间隔件包括第一部分和构造成与第一部分匹配的第二部分。第一部分和第二部分中的至少一个包括一个或多个紧固件，使得当拼合式间隔件设置在轴颈组件的轴上，并且第一部分匹配到第二部分上时，拼合式间隔件形成腔体，腔体构造成贴靠轴，以便允许一个或多个振动传感器通过一个或多个紧固件紧固在腔体的内部且紧挨着一个或多个轴承。在某些实施例中，振动传感器是冲击脉冲换能器。在某些实施例中，拼合式间隔件构造成相对于轴保持固定且固定速度传感器。在某些实施例中，速度传感器是霍尔效应传感器。
另外的其它实施例提供一种用于监测轴颈组件的一个或多个轴承的健康的方法。该方法包括通过与控制器通信的一个或多个振动传感器，来检测由一个或多个轴承发出的振动。方法进一步包括通过与控制器进行电子连通的速度传感器，测量一个或多个轴承的旋转速度。方法进一步包括通过控制器，计算一个或多个轴承的健康状态。拼合式间隔件设置在支承一个或多个轴承的轴上，并且包括两个部分，它们限定腔体，腔体贴靠着轴，使得一个或多个振动传感器设置在拼合式间隔件的内部且紧挨着一个或多个轴承。在某些实施例中，拼合式间隔件构造成相对于轴保持固定且固定速度传感器。在这样的实施例中，通过与控制器进行电子连通的速度传感器来测量一个或多个轴承的旋转速度包括检测轴颈组件的旋转构件的旋转速度，旋转构件可旋转地由一个或多个轴承支承。在某些实施例中，速度传感器是霍尔效应传感器。在这样的实施例中，检测轴颈组件的旋转构件的旋转速度包括检测嵌在旋转构件中的两个或更多个磁体的旋转频率。在某些实施例中，轴包括中心管道和一个或多个通路。中心管道沿着轴的纵向轴线设置，并且包括设置在轴的端部处的开口。一个或多个通路构造成将中心管道连接到腔体上。中心管道和一个或多个通路两者都构造成容纳电缆，电缆使一个或多个振动传感器和速度传感器在电子连通方面连接到控制器和功率源中的至少一个上。在某些实施例中，一个或多个振动传感器的振动传感器的数量大于或等于一个或多个轴承的轴承的数量。
因此，如将理解的那样，本发明的一些实施例提供远程、持续和/或即时监测粉碎机的轴颈组件的轴承的健康的能力，这进而降低了轴承将在人工检查之间的时间期间失效的风险。另外，本发明的一些实施例可减少人工检查轴承的数量和/或频率。进一步说，一些实施例可消除人工检查轴颈组件的轴承的需要。此外，本发明的一些实施例提供将振动和速度传感器结合到轴颈组件中而不损害轴颈组件的设计和/或功能性的能力。
另外，虽然本文描述的材料的尺寸和类型意于限定本发明的参数，但它们决不是限制性的而是示例性实施例。在审阅以上描述之后，许多其它实施例对本领域技术人员将是明显的。因此，应当参照所附权利要求，以及这样的权利要求被赋予的等效方案的全部范围来确定本发明的范围。在所附权利要求中，用语“包括”和“其中”用作相应的用语“包含”和“在其中”的普通语言等效物。此外，在所附权利要求中，用语诸如“第一”、“第二”、“第三”、“上部”、“下部”、“底部”、“顶部”等仅仅用作标记，而且它们不意于对它们的对象施加数字或位置要求。另外，不以手段加功能的格式来书写所附权利要求的限制，并且不意于基于35 U.S.C §112(f)来解释所附权利要求的限制，除非且直到这样的权利要求限制清楚地使用短语“器件用于”，之后为功能的陈述，而没有另外的结构。
本书面描述使用示例来公开本发明的若干实施例，包括最佳模式，并且还使本领域普通技术人员能够实践本发明的实施例，包括制造和使用任何装置或系统，以及实行任何结合的方法。本发明的可取得专利的范围由权利要求限定，并且可包括本领域普通技术人员想到的其它示例。如果这样的其它示例具有不异于权利要求的字面语言的结构要素，或者如果它们包括与权利要求的字面语言无实质性差异的等效结构要素，则它们意于处在权利要求的范围之内。
如本文使用，以单数叙述或以词语“一”或“一种”开头的元件或步骤应理解为不排除复数个所述元件或步骤，除非明确陈述了这种排除。此外，对本发明的“一个实施例”的引用不意图解释为排除也结合了所叙述的特征的另外的实施例的存在。此外，除非明确陈述了相反的情况，否则 “包括”、“包含”或“具有”具有特定的属性的元件或多个元件的实施例可包括不具有那个属性的额外的这样的元件。
由于可在上面描述的发明中作出某些改变，而不偏离本文涉及的发明的精神和范围，所以意于的是附图中显示的上面描述的所有主题都应仅仅解释为示出本文的有创造性的概念的示例，而不应理解为限制本发明。

Claims (25)

1.一种用于监测轴颈组件的一个或多个轴承的健康的系统，所述系统包括：
拼合式间隔件，其构造成设置在所述轴颈组件的轴上，所述轴构造成支承所述一个或多个轴承；
一个或多个振动传感器，其构造成检测由所述一个或多个轴承发出的振动；
速度传感器，其构造成测量所述一个或多个轴承的旋转速度；
控制器，其构造成与所述一个或多个振动传感器和所述速度传感器进行电子连通，并且计算所述一个或多个轴承的健康状态；以及
其中，所述拼合式间隔件包括两个部分，所述两个部分限定腔体，所述腔体构造成贴靠所述轴，以便允许所述一个或多个振动传感器设置在所述拼合式间隔件内部且紧挨着所述一个或多个轴承。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述拼合式间隔件构造成相对于所述轴保持固定，以及固定所述速度传感器，使得所述速度传感器通过检测所述轴颈组件的由所述一个或多个轴承可旋转地支承的旋转构件的旋转速度，来测量所述一个或多个轴承的旋转速度。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述速度传感器是霍尔效应传感器，其检测嵌在所述旋转构件中的两个或更多个磁体的旋转频率。
4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述轴包括：
沿着所述轴的纵向轴线设置的中心管道，其包括设置在所述轴的端部处的开口；
一个或多个通路，其构造成将所述中心管道连接到所述腔体；以及
所述中心管道和所述一个或多个通路两者构造成容纳电缆，所述电缆将所述一个或多个振动传感器和所述速度传感器在电子连通方面连接到所述控制器和功率源中的至少一个上。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述一个或多个通路沿着所述轴的中性轴线设置，所述中性轴线是所述轴的在所述轴旋转时经历最少量应力的轴线。
6.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述系统进一步包括柔性软管，所述柔性软件构造成容纳和保护所述电缆的设置在所述中心管道的开口和粉碎机的壳体之间的区段，所述壳体构造成容纳所述轴颈组件。
7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述一个或多个振动传感器是冲击脉冲换能器。
8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述一个或多个振动传感器中的振动传感器的数量大于或等于所述一个或多个轴承中的轴承的数量。
9.一种用于粉碎机的轴颈组件，所述轴颈组件包括：
联接到研磨辊子上的可旋转壳体；
轴，其通过一个或多个轴承可旋转地支承所述可旋转壳体；
设置在所述轴上的拼合式间隔件；
一个或多个振动传感器，其构造成检测由所述一个或多个轴承发出的振动，以及与控制器进行电子连通；
速度传感器，其构造成测量所述一个或多个轴承的旋转速度，以及与所述控制器进行电子连通；以及
其中，所述拼合式间隔件包括两个部分，所述两个部分限定腔体，所述腔体构造成贴靠所述轴，以便允许所述一个或多个振动传感器设置在所述拼合式间隔件的内部且紧挨着所述一个或多个轴承。
10.根据权利要求9所述的轴颈组件，其特征在于，所述拼合式间隔件构造成相对于所述轴保持固定，并且固定所述速度传感器，使得所述速度传感器通过检测所述可旋转壳体的旋转速度，来测量所述一个或多个轴承的旋转速度。
11.根据权利要求10所述的轴颈组件，其特征在于，所述速度传感器是霍尔效应传感器，其检测嵌在所述可旋转壳体中的两个或更多个磁体的旋转频率。
12.根据权利要求10所述的轴颈组件，其特征在于，所述轴包括：
沿着所述轴的纵向轴线设置的中心管道，其包括设置在所述轴的端部处的开口；
一个或多个通路，其将所述中心管道连接到所述轴的表面；以及
所述中心管道和所述一个或多个通路两者构造成容纳电缆，所述电缆将所述一个或多个振动传感器和所述速度传感器在电子连通方面连接到所述控制器和功率源中的至少一个上。
13.根据权利要求12所述的轴颈组件，其特征在于，所述一个或多个通路沿着所述轴的中性轴线设置，所述中性轴线是所述轴的在所述轴旋转时经历最少量应力的轴线。
14.根据权利要求12所述的轴颈组件，其特征在于，所述轴颈组件进一步包括柔性软管，所述柔性软管构造成容纳和保护所述电缆的设置在所述中心管道的开口和所述粉碎机的壳体之间的区段。
15.根据权利要求9所述的轴颈组件，其特征在于，所述一个或多个振动传感器是冲击脉冲换能器。
16.根据权利要求9所述的轴颈组件，其特征在于，所述一个或多个振动传感器中的振动传感器的数量大于或等于所述一个或多个轴承中的轴承的数量。
17. 一种用于轴颈组件的拼合式间隔件，所述拼合式间隔件包括：
第一部分；以及
第二部分，其构造成匹配所述第一部分；以及
其中，所述第一部分和所述第二部分中的至少一个包括一个或多个紧固件，使得当所述拼合式间隔件设置在所述轴颈组件的轴上，并且所述第一部分匹配到所述第二部分上时，所述拼合式间隔件形成腔体，所述腔体构造成贴靠所述轴，以便允许一个或多个振动传感器通过所述一个或多个紧固件而紧固在所述腔体的内部且紧挨着所述一个或多个轴承。
18.根据权利要求17所述的拼合式间隔件，其特征在于，所述振动传感器是冲击脉冲换能器。
19.根据权利要求17所述的拼合式间隔件，其特征在于，所述拼合式间隔件构造成相对于所述轴保持固定且固定速度传感器。
20.根据权利要求19所述的拼合式间隔件，其特征在于，所述速度传感器是霍尔效应传感器。
21.一种用于监测轴颈组件的一个或多个轴承的健康的方法，所述方法包括：
通过与控制器通信的一个或多个振动传感器，检测由所述一个或多个轴承发出的振动，
通过与所述控制器进行电子连通的速度传感器，测量所述一个或多个轴承的旋转速度；
通过所述控制器，计算所述一个或多个轴承的健康状态；以及
其中，拼合式间隔件设置在支承所述一个或多个轴承的轴上，并且包括两个部分，所述两个部分限定腔体，所述腔体贴靠所述轴，使得所述一个或多个振动传感器设置在所述拼合式间隔件的内部且紧挨着所述一个或多个轴承。
22.根据权利要求21所述的方法，其特征在于，所述拼合式间隔件构造成相对于所述轴保持固定且固定所述速度传感器，以及通过与所述控制器进行电子连通的所述速度传感器，测量所述一个或多个轴承的旋转速度，包括：
检测所述轴颈组件的旋转构件的旋转速度，所述旋转构件由所述一个或多个轴承可旋转地支承。
23.根据权利要求21所述的方法，其特征在于，所述速度传感器是霍尔效应传感器，并且检测所述轴颈组件的旋转构件的旋转速度包括：
检测嵌在所述旋转构件中的两个或更多个磁体的旋转频率。
24.根据权利要求21所述的方法，其特征在于，所述轴包括：
沿着所述轴的纵向轴线设置的中心管道，其包括设置在所述轴的端部处的开口；
一个或多个通路，其构造成将所述中心管道连接到所述腔体；以及
所述中心管道和所述一个或多个通路两者构造成容纳电缆，所述电缆将所述一个或多个振动传感器和所述速度传感器在电子连通方面连接到所述控制器和功率源中的至少一个上。
25.根据权利要求21所述的方法，其特征在于，所述一个或多个振动传感器中的振动传感器的数量大于或等于所述一个或多个轴承中的轴承的数量。
CN201710102898.7A 2016-02-26 2017-02-24 用于监测轴颈组件中的轴承健康的系统和方法 Active CN107132046B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US15/054454 2016-02-26
US15/054,454 US10082443B2 (en) 2016-02-26 2016-02-26 System and method for monitoring bearing health in a journal assembly

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107132046A CN107132046A (zh) 2017-09-05
CN107132046B true CN107132046B (zh) 2020-05-05

Family

ID=58158882

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710102898.7A Active CN107132046B (zh) 2016-02-26 2017-02-24 用于监测轴颈组件中的轴承健康的系统和方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10082443B2 (zh)
EP (1) EP3211306B1 (zh)
KR (1) KR20170101133A (zh)
CN (1) CN107132046B (zh)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107971081B (zh) * 2017-12-29 2024-01-26 中材（天津）粉体技术装备有限公司 一种基于加速度传感器的立式辊磨磨辊振动监测装置
CN108051212B (zh) * 2018-01-11 2019-11-29 广东电网有限责任公司电力科学研究院 一种含漆膜重载轴承安全裕度评估方法及系统
CZ201886A3 (cs) * 2018-02-21 2019-07-24 Ĺ KODA AUTO a.s. Zařízení pro sledování alespoň jedné ložiskové jednotky a jeho použití
JP7151512B2 (ja) * 2019-01-28 2022-10-12 Ｕｂｅマシナリー株式会社 竪型粉砕機及びその運転方法
CN110918196B (zh) * 2019-11-08 2021-08-24 南京赛诺特斯材料科技有限公司 一种表面改性的纳米氧化锆陶瓷粉粒及其制备方法
JP7306256B2 (ja) * 2019-12-18 2023-07-11 Ｕｂｅマシナリー株式会社 竪型粉砕機用ローラタイヤの監視システム及び監視方法
CN117890110B (zh) * 2024-03-14 2024-06-04 湖南工程学院 一种轴承故障检测台

Family Cites Families (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3918774A (en) * 1973-11-07 1975-11-11 Albany Int Corp Bowed roll
US4408294A (en) * 1981-03-27 1983-10-04 General Electric Company Method for on-line detection of incipient cracks in turbine-generator rotors
US4528852A (en) 1982-10-21 1985-07-16 Spm Instruments U.S. Inc. Method and instrument for determining the condition of an operating bearing
US4751657A (en) * 1985-07-08 1988-06-14 General Electric Company Method and apparatus for detecting axial cracks in rotors for rotating machinery
US5258923A (en) * 1987-07-22 1993-11-02 General Electric Company System and method for detecting the occurrence, location and depth of cracks in turbine-generator rotors
JPH02298825A (ja) * 1989-05-13 1990-12-11 Nippondenso Co Ltd 回転機のための異常検査装置
US6041287A (en) * 1996-11-07 2000-03-21 Reliance Electric Industrial Company System architecture for on-line machine diagnostics
JP2002039191A (ja) 2000-07-18 2002-02-06 Nsk Ltd ターボチャージャ用回転支持装置
US7034711B2 (en) * 2001-08-07 2006-04-25 Nsk Ltd. Wireless sensor, rolling bearing with sensor, management apparatus and monitoring system
JP3880455B2 (ja) 2002-05-31 2007-02-14 中国電力株式会社 転がり軸受の余寿命診断方法及びこの余寿命診断装置
US7184930B2 (en) * 2002-08-30 2007-02-27 Nsk Ltd. Method and device for monitoring status of mechanical equipment and abnormality diagnosing device
CN200968358Y (zh) * 2006-11-09 2007-10-31 宁波易荣机电科技有限公司 轴承振动测量仪器用滑动轴承轴系结构
US8100898B2 (en) 2007-08-01 2012-01-24 Tyco Healthcare Group Lp System and method for return electrode monitoring
DE602007004123D1 (de) 2007-10-24 2010-02-11 Abb Research Ltd Verfahren zur Detektion und automatischen Identifikation von Beschädigungen an Wälzlagern
US8087172B2 (en) 2008-09-26 2012-01-03 Alstom Technology Ltd. Method and apparatus for extended life journal assembly
US8544331B2 (en) * 2008-12-04 2013-10-01 University Of Ottawa Parameter independent detection of rotating machinery faults
US8132750B2 (en) * 2009-06-24 2012-03-13 Alstom Technology Ltd Force monitor for pulverizer integral spring assembly
FR2953289B1 (fr) * 2009-11-30 2012-04-27 Snecma Procede et dispositif de surveillance de vibrations en torsion d'un arbre rotatif d'une turbomachine.
US8074499B2 (en) * 2009-12-22 2011-12-13 General Electric Company Method and system for detecting a crack on a turbomachine blade
SE1000313A1 (sv) 2010-03-30 2011-09-20 Rubico Ab Metod för feldetektion av rullningslager genom förhöjning av statistisk asymmetri
US9103741B2 (en) * 2010-08-27 2015-08-11 General Electric Company Methods and systems for assessing residual life of turbomachine airfoils
US8602338B2 (en) 2010-11-22 2013-12-10 Alstom Technology Ltd Oscillation monitor for pulverizer journal assembly
US8858173B2 (en) 2011-05-04 2014-10-14 Honeywell International Inc. Bearing assembly with damping features
CN202216820U (zh) * 2011-07-19 2012-05-09 华中科技大学 船舶推进轴系纵向振动模拟试验台
US9739167B2 (en) * 2012-07-25 2017-08-22 Siemens Energy, Inc. Method and system for monitoring rotating blade health
DE102012220222A1 (de) 2012-11-07 2014-05-08 Siemens Aktiengesellschaft Vorrichtung und Verfahren zur Zustandsüberwachung eines Wälzlagers
US9494319B2 (en) 2013-03-15 2016-11-15 General Electric Technology Gmbh Pulverizer monitoring
CN103196542B (zh) * 2013-04-23 2014-12-03 华北电力大学 一种用于分裂导线的振动监测系统及方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP3211306A1 (en) 2017-08-30
US10082443B2 (en) 2018-09-25
CN107132046A (zh) 2017-09-05
US20170248493A1 (en) 2017-08-31
EP3211306B1 (en) 2018-09-26
KR20170101133A (ko) 2017-09-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107132046B (zh) 用于监测轴颈组件中的轴承健康的系统和方法
US8130113B1 (en) Bearing monitoring method
US9630184B2 (en) Oscillation monitor for pulverizer journal assembly
JP5734448B2 (ja) 微粉砕機の動作特性を監視するためのシステムおよび方法
CA2250660C (en) Device for measuring wear in large roller bearings
US11815491B2 (en) Mechanical seal with sensor
US9261424B2 (en) Method of assessing shaft alignment based on energy efficiency
CN103089443A (zh) 用于监测旋转构件的操作的系统和方法
JP2005524030A (ja) ドラグラインスイングシャフト用密閉球状ローラベアリング
EP3260838B1 (en) Abnormality diagnosis system
KR101927213B1 (ko) 싱글스크류 공기압축기 고장진단시스템
US20120134612A1 (en) Bearing enclosure with integrated wear detection
US9354036B2 (en) System and method for developing fault diagnostics and failure prognosis of spline wear in a drive system
US8070363B2 (en) Bearing arrangement
JP6755335B2 (ja) 振動計組立体、回転機械、振動計の取付け方法および取外し方法
US8678761B2 (en) Pump device
WO2022264047A1 (en) Wear monitoring system and method for monitoring bearing wear in a roller for an undercarriage track system
CN112924067A (zh) 一种土压传感器更换装置
GB2580451A (en) Mechanical seal with sensor
AU2008200366A1 (en) Grinding device for a power plant
GB2577957A (en) Mechanical seal with sensor
JP2019019838A (ja) 自動回転弁

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant