CN110561034A - 一种轴承加热装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种轴承加热装置，内感应线圈和外感应线圈之间的环形间隙中放置待加热的轴承；内感应线圈位于轴承内圈之内，靠近轴承内圈，用于对轴承的内圈电磁加热；外感应线圈位于轴承外圈之外，靠近轴承外圈，用于对轴承的外圈电磁加热；内感应线圈与轴承的内圈、以及外感应线圈与轴承的外圈之间均通过电磁感应实现加热，内感应线圈和外感应线圈本身并不产生热量，利用电磁感应原理使轴承发热，加热效率更高；内感应线圈和外感应线圈由控制系统独立控制发热状态，两个线圈分别单独调节对轴承内圈与外圈的加热程度，实现精准控制加热，加热过程不需要空气作为介质，因此无需吹风，避免灰尘进入轴承内造成磨损。

Description

一种轴承加热装置

技术领域

本发明涉及机械装配技术领域，更进一步涉及一种轴承加热装置。

背景技术

永磁直驱风力发电机由定子、转子、定轴、转动轴、轴承等关键部件组成，其中轴承作为发电机关键零部件，直接影响发电机的使用寿命及运转情况。

轴系装配过程需要对轴承进行加热后热装处理，轴承加热方式直接影响轴承加热效果。目前该领域内加热多采用加热炉的方式对轴承进行加热，将轴承整体放置在加热炉内，由加热炉内的电热丝产生热量对轴承加热，轴承加热方式为热传导，加热炉内部整体的温度保持一致，采用加热炉的方式对轴承进行加热存在效率低，加热速度慢的缺点，且只能使轴承内圈与外圈保持相等的温度，不利于装配；在加热炉热内设置循环风机使空气中的热量均匀分布，风机吹送会将灰尘、异物吹入到轴承内部，加速轴承磨损，影响轴承质量及整个风力发电机的使用寿命。

对于本领域的技术人员来说，如何精准地控制轴承内圈与外圈加热，是目前需要解决的技术问题。

发明内容

本发明提供一种轴承加热装置，能够精准地控制轴承内圈与外圈加热，避免粉尘污染，具体方案如下：

一种轴承加热装置，包括呈圆环形的内感应线圈和呈圆环形的外感应线圈，所述内感应线圈和所述外感应线圈之间的环形间隙中放置待加热的轴承；

所述内感应线圈位于轴承内圈之内，用于对轴承的内圈电磁加热；所述外感应线圈位于轴承外圈之外，用于对轴承的外圈电磁加热；

所述内感应线圈和所述外感应线圈由控制系统独立控制发热状态。

可选地，所述内感应线圈和所述外感应线圈的外部包围覆盖防护罩，所述防护罩的上表面设置用于取放轴承的圆环形的开口，开口处设置防护盖板。

可选地，所述内感应线圈和所述外感应线圈的底部设置支撑底座，所述支撑底座支撑被加热的轴承；

所述支撑底座呈阶梯形，使宽度不相等的所述内感应线圈和所述外感应线圈的中心处于同一高度。

可选地，所述支撑底座设置三个，在圆周方向均匀分布。

可选地，所述防护罩和所述支撑底座由支撑平台支撑。

可选地，所述支撑平台的上表面设置尼龙垫板。

可选地，所述内感应线圈和所述外感应线圈处分别设置温度传感器，将温度检测信号传送至控制系统。

本发明提供一种轴承加热装置，包括内感应线圈和外感应线圈，两者均为圆环形，内感应线圈和外感应线圈之间的环形间隙中放置待加热的轴承；内感应线圈位于轴承内圈之内，靠近轴承内圈，用于对轴承的内圈电磁加热；外感应线圈位于轴承外圈之外，靠近轴承外圈，用于对轴承的外圈电磁加热；内感应线圈与轴承的内圈、以及外感应线圈与轴承的外圈之间均通过电磁感应实现加热，内感应线圈和外感应线圈本身并不产生热量，利用电磁感应原理使轴承发热，加热效率更高；内感应线圈和外感应线圈由控制系统独立控制发热状态，两个线圈分别单独调节对轴承内圈与外圈的加热程度，实现精准控制加热，加热过程不需要空气作为介质，因此无需吹风，避免灰尘进入轴承内造成磨损。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的轴承加热装置的正视结构示意图；

图2为本发明提供的轴承加热装置的俯视结构示意图。

图中包括：

内感应线圈1、外感应线圈2、防护罩3、防护盖板4、支撑底座5、支撑平台6、尼龙垫板7。

具体实施方式

本发明的核心在于提供一种轴承加热装置，能够精准地控制轴承内圈与外圈加热，避免粉尘污染。

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图及具体的实施方式，对本发明的轴承加热装置进行详细的介绍说明。

图1为本发明提供的轴承加热装置的正视结构示意图，图2为本发明提供的轴承加热装置的俯视结构示意图；本发明的轴承加热装置包括呈圆环形的内感应线圈1和呈圆环形的外感应线圈2，内感应线圈1和外感应线圈2具有一定的高度；内感应线圈1的半径小于外感应线圈2的半径，内感应线圈1装在外感应线圈2的内圈中，内感应线圈1和外感应线圈2的圆心重合，在内感应线圈1和外感应线圈2之间形成圆环形的间隙，内感应线圈1位于圆环形间隙的内壁处，外感应线圈2位于环形间隙的外壁处；内感应线圈1和外感应线圈2之间的环形间隙中放置待加热的轴承。

轴承具有相对转动的内圈与外圈，内感应线圈1位于轴承内圈之内，内感应线圈1靠近轴承的内圈，用于对轴承的内圈电磁加热；外感应线圈2位于轴承外圈之外，外感应线圈2靠近轴承的外圈，用于对轴承的外圈电磁加热；内感应线圈1和外感应线圈2本身并不发热，当内感应线圈1和外感应线圈2通电时，利用电磁感应原理使轴承直接发热，热量由轴承产生，不需要经由空气等介质。

电磁感应加热是通过产生交变磁场、当用含铁质容器放置上面时，容器表面即切割交变磁力线而在容器底部金属部分产生交变的电流(即涡流)，涡流使容器底部的铁原子高速无规则运动，原子互相碰撞、摩擦而产生热能，从而起到加热物品的效果。因是铁制容器自身发热，热转化率特别高，最高可达到95％，是一种直接加热的方式。

本发明的轴承加热装置中内感应线圈1和外感应线圈2由控制系统独立控制发热状态，分别控制内感应线圈1和外感应线圈2的工作状态，对轴承的内圈与外圈分别独立加热，精准地控制轴承内圈与外圈加热程度。

轴承内圈与外圈加热温度关系应满足：轴承加热温度为110℃，且加热过程中轴承最高温度不超过120℃。为了保证轴承加热效果，保证轴承加热过程的质量，该加热装置可以保证轴承内圈，外圈加热温度关系为轴承外圈温度不小于轴承内圈温度，从而保证轴承滚子不会因轴承内圈膨胀量大于外圈膨胀量而受到挤压。

由于采用了电磁感应原理对轴承加热，不需要空气作为介质进行热传递，因此不需要设置吹气装，该装置对轴承加热过程不需要循环风，避免了循环风将灰尘、异物带入轴承内部的风险。

在上述方案的基础上，本发明在内感应线圈1和外感应线圈2的外部包围覆盖防护罩3，防护罩3分别从内外两侧和顶部包围内感应线圈1和外感应线圈2，内感应线圈1和外感应线圈2位于防护罩3的两个竖直侧壁之间，由防护罩3对内感应线圈1和外感应线圈2起到保温和防护作用，避免外界的的灰尘进入轴承，防止热量向外界扩散。

防护罩3的上表面设置用于取放轴承的圆环形的开口，开口处设置防护盖板4，如图1所示，防护罩3上表面为两个环状的圆环块，具有一定的高度，分别位于内感应线圈1和外感应线圈2的正上方，分别防护内感应线圈1和外感应线圈2的上表面，在防护罩3上表面的两个环之间形成一个圆环形的间隙，用于取放轴承，内感应线圈1和外感应线圈2和防护罩3的位置保持相对固定，加热时将轴承放入，加热完成后将轴承取出。

以上结构仅作为一种优选的实施例，也可保持轴承的位置不动，移动防护罩3，此种结构中防护罩3的底部掏空设置，加热时将防护罩3从上向下罩在轴承上，这些具体的实施例均应包含在本发明的保护范围之内。

内感应线圈1和外感应线圈2的底部设置支撑底座5，支撑底座5用于支撑内感应线圈1和外感应线圈2，同时支撑底座5支撑被加热的轴承。如图1所示，支撑底座5呈阶梯形，使宽度不相等的内感应线圈1和外感应线圈2的中心处于同一高度。

大型风力发电机的轴承尺寸较大，其所采用的轴承内圈与外圈的宽度并不相等，内感应线圈1的竖向高度与轴承内圈宽度相匹配，外感应线圈2的竖向高度与轴承外圈宽度相匹配，内感应线圈1和外感应线圈2的高度不相等。

轴承的内圈宽度大，由支撑底座5提供支撑，轴承外圈悬空，为了使内感应线圈1正对轴承内圈实现有效加热，需要使内感应线圈1具有较高的高度，通过支撑底座5的阶梯结构实现；内感应线圈1和外感应线圈2的中心处于同一高度，且与轴承内圈与外圈的中心处于同一高度。

如图2所示，本发明中的支撑底座5设置三个，支撑底座5柱形条块，上表面设置阶梯面；三个支撑底座5在圆周方向均匀分布，相邻两个支撑底座5与圆心连线的夹角为120度，对轴承提供稳定的支撑力，支撑底座5的数量并非仅可设置三个，也可采用更多数量间隔设置的支撑底座5。采用此结构可减小支撑结构的体积，也可采用圆筒形的结构设置，这些具体的实施例均应包含在本发明的保护范围之内。

具体地，防护罩3和支撑底座5由支撑平台6支撑，支撑平台6的上表面为平面，底部设置用于支撑的支腿，支撑底座5和保护罩3均由支撑平台6提供支撑。

为了起到缓冲作用，在支撑平台6的上表面设置尼龙垫板7，避免刚性结构撞击造成损坏；尼龙垫板7铺设在支撑平台6上，可及时更换。

内感应线圈1和外感应线圈2处分别设置温度传感器，将温度检测信号传送至控制系统，通过温度传感器对轴承内圈与外圈温度进行实时检测；通过两个加热线圈，实现轴承内圈、外圈单独加热控制。加热过程中，设定轴承内、外圈温度差要求，通过多个温度传感器进行温度检测，当不同位置的温度超过设定温度值，两个加热线圈自动进行调节，温度高的会自动停止，温度低的会继续加热，当温度均匀后再继续一同加热；加热过程保证轴承外圈温度不小于轴承内圈温度，从而保证轴承滚子不会因轴承内圈膨胀量大于外圈膨胀量而受到挤压。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理，可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (7)

1.一种轴承加热装置，其特征在于，包括呈圆环形的内感应线圈(1)和呈圆环形的外感应线圈(2)，所述内感应线圈(1)和所述外感应线圈(2)之间的环形间隙中放置待加热的轴承；

所述内感应线圈(1)位于轴承内圈之内，用于对轴承的内圈电磁加热；所述外感应线圈(2)位于轴承外圈之外，用于对轴承的外圈电磁加热；

所述内感应线圈(1)和所述外感应线圈(2)由控制系统独立控制发热状态。

2.根据权利要求1所述的轴承加热装置，其特征在于，所述内感应线圈(1)和所述外感应线圈(2)的外部包围覆盖防护罩(3)，所述防护罩(3)的上表面设置用于取放轴承的圆环形的开口，开口处设置防护盖板(4)。

3.根据权利要求2所述的轴承加热装置，其特征在于，所述内感应线圈(1)和所述外感应线圈(2)的底部设置支撑底座(5)，所述支撑底座(5)支撑被加热的轴承；

所述支撑底座(5)呈阶梯形，使宽度不相等的所述内感应线圈(1)和所述外感应线圈(2)的中心处于同一高度。

4.根据权利要求3所述的轴承加热装置，其特征在于，所述支撑底座(5)设置三个，在圆周方向均匀分布。

5.根据权利要求3所述的轴承加热装置，其特征在于，所述防护罩(3)和所述支撑底座(5)由支撑平台(6)支撑。

6.根据权利要求5所述的轴承加热装置，其特征在于，所述支撑平台(6)的上表面设置尼龙垫板(7)。

7.根据权利要求3所述的轴承加热装置，其特征在于，所述内感应线圈(1)和所述外感应线圈(2)处分别设置温度传感器，将温度检测信号传送至控制系统。