CN110174045A - 齿轮箱行星轮轴承内圈应变测量系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种齿轮箱行星轮轴承内圈应变测量系统，包括：行星架、销轴、行星轮轴承、行星轮、管轴、导电滑环、导线和形变测量组件；导线滑环安装至管轴的一端；行星架形成有供导线穿过的穿线孔；导线穿过穿线孔和管轴；导线的两端分别连接形变测量组件和导电滑环；形变测量组件包括：用于测量由于滚子载荷引起的内圈应变的主应变片和仅测量温度变化引起的应变的温度补偿应变片；行星轮轴承的内圈的内侧设有供导线通过的导线槽；主应变片和温度补偿应变片设置于导线槽内；主应变片和温度补偿应变片粘贴至行星轮轴承的内圈。本发明的齿轮箱行星轮轴承内圈应变测量系统能够在齿轮箱处于运转状态下对行星轮轴承的内圈的形变进行测量。
Description
技术领域
本发明涉及一种轴承内圈应变测量系统，具体涉及一种适用于齿轮箱行星轮的轴承内圈应变测量系统。
背景技术
风电齿轮箱的大部分失效都是轴承造成的，其中尤以行星轮轴承和高速级轴承居多。行星轮轴承由于其位置特殊性，在齿轮箱运行时滚动体始终在保持公转和自转，如何有效可行的测量行星轮轴承内圈应变，从而转化得到行星轮轴承载荷显得至关重要。
传统的轴承载荷分布测量方法有两种分别为轨迹法和光弹性法；轨迹法是将滚动体压紧到轴承的滚道面生成的化学保护膜上，拆除滚动体后随着接触部位保护膜的剥落，能够观察到接触痕迹，也就是滚动体的轨迹。根据其大小可以求出滚动体载荷，但要注意轴承在组装、拆除时容易损伤保护膜，此外，轨迹的读取容易产生误差。光弹性法是在用透明的高分子材料制作的轴承模型上施加载荷，采用偏光照射，根据看到的明暗干涉条纹求出滚动体载荷，因为该测量方法需要使用模型，所以要与实物正确对应。传统的载荷分布测量方法无法对运转中的齿轮箱实物进行测量。
发明内容
为了解决现有技术存在的问题，本发明提供一种齿轮箱行星轮轴承内圈应变测量系统，实现行星轮轴承在公转和自转的运行环境下内圈应变的测量，从而实现对行星轮轴承载荷的监测。
为了实现上述目标，本发明采用如下方案：
一种齿轮箱行星轮轴承内圈应变测量系统，包括：行星架、销轴、行星轮轴承、行星轮、管轴、导电滑环、导线和形变测量组件；销轴固定至行星架；行星轮轴承套设在销轴的外周；行星轮轴承的内圈固定至销轴；行星轮套设在行星轮轴承的外周；管轴穿过行星架的中心并固定至行星架；导线滑环安装至管轴的一端；行星架形成有供导线穿过的穿线孔；导线穿过穿线孔和管轴；导线的两端分别连接形变测量组件和导电滑环；形变测量组件包括：用于测量由于滚子载荷引起的内圈应变的主应变片和仅测量温度变化引起的应变的温度补偿应变片；行星轮轴承的内圈的内侧设有供导线通过的导线槽；主应变片和温度补偿应变片设置于导线槽内；主应变片和温度补偿应变片粘贴至行星轮轴承的内圈。
进一步地，穿线孔沿平行于行星架的轴线方向延伸。
进一步地，行星架还设有引导导线通过的引导槽。
进一步地，导线穿过穿线孔后经过引导槽进入导线槽。
进一步地，引导槽沿行星架的轴线的径向延伸。
进一步地，齿轮箱行星轮轴承内圈应变测量系统还包括：用于采集测量数据的数据记录器；数据记录器连接至导电滑环。
进一步地，齿轮箱行星轮轴承内圈应变测量系统还包括：用于对采集到的测量数据进行处理的数据处理器；数据处理器与数据处理器构成通讯连接。
进一步地，销轴过盈安装至行星架。
进一步地，齿轮箱行星轮轴承内圈应变测量系统还包括：箱体；箱体安装有或设有内齿圈；内圈齿与行星轮啮合。
本发明的有益之处在于，通过设置温度补偿应变片消除温度变化对测量的影响，实现行星轮轴承在公转和自转的运行环境下内圈应变准确有效的测量，从而实现对行星轮轴承载荷的监测。
齿轮箱行星轮轴承内圈应变测量系统可克服齿轮箱运转时轴承滚动体始终在保持公转和自转导致行星轮轴承应变无法有效测量的难题。
附图说明
图1是本发明的一种齿轮箱行星轮轴承内圈应变测量系统的示意图。
齿轮箱行星轮轴承内圈应变测量系统100，行星架1，穿线孔11，销轴2，行星轮轴承3，行星轮4，管轴5，导电滑环6，导线7，主应变片81，温度补偿应变片82。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作具体介绍。
如图1所示，一种齿轮箱行星轮轴承内圈应变测量系统100，包括：行星架1、销轴2、行星轮轴承3、行星轮4、管轴5、导电滑环6、导线7和形变测量组件。
销轴2固定至行星架1。作为一种具体的实施方式，销轴2过盈安装至行星架1。行星轮轴承3套设在销轴2的外周。行星轮轴承3的内圈固定至销轴2。行星轮4套设在行星轮轴承3的外周。行星轮4通过行星轮轴承3安装至销轴2，与销轴2构成转动连接。
齿轮箱行星轮轴承内圈应变测量系统100，包括：箱体。作为一种具体的实施方式，箱体安装有内齿圈。内齿圈与行星轮4啮合。作为可选的实施方式，箱体和内齿圈可以作为一个整体，内齿圈有箱体形成。
管轴5穿过行星架1的中心并固定至行星架1。行星架1相对于箱体转动。管轴5与行星架1同步转动。
导线7滑环安装至管轴5的一端。行星架1形成有供导线7穿过的穿线孔11。导线7穿过穿线孔11和管轴5。导线7的两端分别连接形变测量组件和导电滑环6。
形变测量组件包括：主应变片81和温度补偿应变片82。主应变片81用于测量由于滚子载荷引起的内圈应变。温度补偿应变片82仅测量温度变化引起的应变，从而消除温度变化对测量的影响。具体而言，可以采用两个主应变片81和两个温度补偿应变片82组成应变片测量桥。行星轮轴承3的内圈受滚动体影响产生形变。行星轮轴承3的内圈形变与滚动体的载荷具有对应关系，可以通过行星轮轴承3的内圈形变获得轴承载荷。
行星轮轴承3的内圈的内侧设有供导线7通过的导线槽。主应变片81和温度补偿应变片82设置于导线槽内。主应变片81和温度补偿应变片82粘贴至行星轮轴承3的内圈。
作为一种具体的实施方式，穿线孔11沿平行于行星架1的轴线方向延伸。
作为一张具体的实施方式，行星架1还设有引导导线7通过的引导槽。导线7穿过穿线孔11后经过引导槽进入导线槽。引导槽沿行星架1的轴线的径向延伸。作为一种可选的实施方式，也可以不设置引导槽，导线从行星架1和行星轮4之间的空隙穿过。
作为一种具体的实施方式，齿轮箱行星轮轴承内圈应变测量系统100还包括：用于采集测量数据的数据记录器。数据记录器连接至导电滑环6。齿轮箱行星轮轴承内圈应变测量系统100还包括：用于对采集到的测量数据进行处理的数据处理器。数据处理器与数据处理器构成通讯连接。具体而言，数据记录器和数据处理器可以采用传统对应变数据进行记录和处理的数据记录器和数据处理器。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。
Claims (9)
1.一种齿轮箱行星轮轴承内圈应变测量系统，其特征在于，包括：行星架、销轴、行星轮轴承、行星轮、管轴、导电滑环、导线和形变测量组件；所述销轴固定至所述行星架；所述行星轮轴承套设在所述销轴的外周；所述行星轮轴承的内圈固定至所述销轴；所述行星轮套设在所述行星轮轴承的外周；所述管轴穿过所述行星架的中心并固定至所述行星架；所述导线滑环安装至所述管轴的一端；所述行星架形成有供所述导线穿过的穿线孔；所述导线穿过所述穿线孔和所述管轴；所述导线的两端分别连接所述形变测量组件和所述导电滑环；所述形变测量组件包括：用于测量由于滚子载荷引起的内圈应变的主应变片和仅测量温度变化引起的应变的温度补偿应变片；所述行星轮轴承的内圈的内侧设有供所述导线通过的导线槽；所述主应变片和所述温度补偿应变片设置于所述导线槽内；所述主应变片和所述温度补偿应变片粘贴至所述行星轮轴承的内圈。
2.根据权利要求1所述的齿轮箱行星轮轴承内圈应变测量系统，其特征在于，
所述穿线孔沿平行于所述行星架的轴线方向延伸。
3.根据权利要求2所述的齿轮箱行星轮轴承内圈应变测量系统，其特征在于，
所述行星架还设有引导所述导线通过的引导槽。
4.根据权利要求3所述的齿轮箱行星轮轴承内圈应变测量系统，其特征在于，
所述导线穿过所述穿线孔后经过所述引导槽进入所述导线槽。
5.根据权利要求3所述的齿轮箱行星轮轴承内圈应变测量系统，其特征在于，
所述引导槽沿所述行星架的轴线的径向延伸。
6.根据权利要求1所述的齿轮箱行星轮轴承内圈应变测量系统，其特征在于，
所述齿轮箱行星轮轴承内圈应变测量系统还包括：用于采集测量数据的数据记录器；所述数据记录器连接至所述导电滑环。
7.根据权利要求6所述的齿轮箱行星轮轴承内圈应变测量系统，其特征在于，
所述齿轮箱行星轮轴承内圈应变测量系统还包括：用于对采集到的测量数据进行处理的数据处理器；所述数据处理器与所述数据处理器构成通讯连接。
8.根据权利要求1所述的齿轮箱行星轮轴承内圈应变测量系统，其特征在于，
所述销轴过盈安装至所述行星架。
9.根据权利要求1所述的齿轮箱行星轮轴承内圈应变测量系统，其特征在于，
所述齿轮箱行星轮轴承内圈应变测量系统还包括：箱体；所述箱体安装有或设有内齿圈；所述内圈齿与所述行星轮啮合。
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