CN111256861A - 一种外转子永磁电动滚筒用轴承内圈测温装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种外转子永磁电动滚筒用轴承内圈测温装置及方法。外转子永磁电动滚筒用轴承内圈测温装置中，主轴包括设在其内的穿线孔，永磁电动滚筒两端的轴承配合套设于所述主轴上，所述主轴上对应轴承的内圈的位置设有测温空腔，所述测温空腔中设置有温度传感器且被导热密封材料填满使得测温空腔被密闭隔离，线缆一端经由所述穿线孔连接所述温度传感器，另一端连接温度测量单元，响应于来自线缆的电阻数据，温度测量单元生成温度数据。

Description

一种外转子永磁电动滚筒用轴承内圈测温装置及方法

技术领域

本发明涉及温度测量技术领域，特别涉及一种外转子永磁电动滚筒用轴承内圈测温装置及方法。

背景技术

针对常规电机主轴转动，主要采取通过端盖检测轴承外圈温度的方式，而电动滚筒属于外转子，端盖处于转动状态无法安装测温。现有技术的电机轴承内圈温度检测结构是接线端盖与接线端子都安装于电机轴上，整个测温机构都与主轴一起处于转动状态，外部接线装置随测温机构一起进行同步转动，否则外部电缆线会由于转动而搅乱从而发生断裂而破坏。同时矿用电动滚筒有防爆要求，在设置测温元件时需要满足密封性能、导热性能和防爆安全。

在背景技术部分中公开的上述信息仅仅用于增强对本发明背景的理解，因此可能包含不构成本领域普通技术人员公知的现有技术的信息。

发明内容

本发明人等为了达成上述目的而进行了深入研究，具体而言，本发明提供一种外转子永磁电动滚筒用轴承内圈测温装置及方法，外转子永磁电动滚筒用轴承内圈测温装置包括，

主轴，所述主轴包括设在其内的穿线孔，主轴可以为实心轴，也可以为带有中心孔的空心轴，

轴承，永磁电动滚筒两端的轴承与主轴配合连接，此配合可以为过盈配合、过渡配合或间隙配合，所述主轴上对应轴承的内圈的位置设有测温空腔并和所述穿线孔连通，所述主轴上对应轴承的内圈的位置设有测温空腔所述测温空腔中设置有温度传感器，所述测温空腔和轴承的内圈之间填满导热密封材料，所述导热密封材料在测温空腔内完全包裹住温度传感器的探头使温度传感器的探头不与测温空腔周壁接触，温度传感器的探头顶部和轴承的内圈接触并和完全包裹的导热密封材料一起形成温度传感器顶部和轴承的内圈之间的面接触。

线缆，其一端经由所述穿线孔连接所述温度传感器，另一端连接温度测量单元，

温度测量单元，响应于来自线缆的电阻数据，所述温度测量单元生成温度数据。

所述的外转子永磁电动滚筒用轴承内圈测温装置中，温度传感器经由导热密封材料监测轴承温度。

所述的外转子永磁电动滚筒用轴承内圈测温装置中，所述穿线孔包括开口，所述开口开设在所述主轴用于配合轴承的定位表面上。

所述的外转子永磁电动滚筒用轴承内圈测温装置中，轴承配合定位在所述定位表面时，所述开口对准所述测温空腔。

所述的外转子永磁电动滚筒用轴承内圈测温装置中，所述温度测量单元包括将电阻数据转化为电流数据的变频器，响应于电流数据，温度测量单元生成温度数据。

所述的外转子永磁电动滚筒用轴承内圈测温装置中，所述温度传感器还包括固定连接所述主轴端部的接线盒，所述接线盒包括连接所述线缆的接线柱，温度测量单元连接所述接线柱以接收所述电阻数据。

所述的外转子永磁电动滚筒用轴承内圈测温装置中，温度测量单元包括用于显示温度数据的显示单元，所述显示单元包括数显仪表或触摸屏。

所述的外转子永磁电动滚筒用轴承内圈测温装置中，温度传感器的温度感应范围为-40度至120度。

所述的外转子永磁电动滚筒用轴承内圈测温装置中，导热密封材料的导热系数大于50W/mk。

在上述条件下，可以优选温度传感器为温铂电阻PT100，导热密封材料为导热硅脂。

所述的外转子永磁电动滚筒用轴承内圈测温装置中，所述测温空腔位于主轴和轴承内圈中间的对应位置。

根据本发明另一方面，一种所述的外转子永磁电动滚筒用轴承内圈测温装置的测温方法包括以下步骤：

预埋温度传感器测温空腔中且被导热密封材料填满，

线缆经由所述穿线孔连接所述温度传感器，另一端连接温度测量单元，

轴承过盈配合地套设于所述主轴，

响应于来自线缆的电阻数据，所述温度测量单元生成温度数据。

本发明的技术效果如下：本发明的外转子永磁电动滚筒用轴承内圈测温装置针对外转子电动滚筒不适用通过端盖进行轴承测温的情况，改为通过主轴内的穿线孔延伸到轴承内圈，主轴上开有测温空腔，将铂电阻预埋在测温空腔中用导热硅脂密封，在满足隔爆密封的同时通过导热密封材料实现温度传感器的探头顶部和轴承的内圈接触并和完全包裹的导热密封材料一起形成温度传感器顶部和轴承的内圈之间的面接触，一方面这样的充分直接的接触能使轴承的内圈的热量更快更充分的传导到温度传感器，通过温度传感器测量温度更为准确和实时的反映轴承的内圈的温度，有利于实现外转子永磁电动滚筒温度的精准控制；另一方面可实现当受系统振动影响发生温度传感器的探头顶部和轴承的内圈不接触时，仍然可以通过充满测温腔和轴承的内圈之间的并完全包裹温度传感器的探头周壁的导热密封材料实现温度的精准传递，提高系统测温的可靠性，然后再通过穿线孔引出到接线腔进行接线到监测控制设备上，本发明主轴为实心轴，通过穿线孔以及测温空腔与轴承内圈保持良性温度传导，测温空腔与内部腔体密闭隔离，不会产生额外与外部连通的接合面，因此适用于任何涉及隔爆或者无特殊要求的工况且提高了测量精度；弥补了外转子电机无法通过端盖监测轴承温度的缺陷，此结构简单，且具备通用性，可适用于其他机构，而不仅限于外转子电动滚筒。

附图说明

图1为本发明一个实施方式的外转子永磁电动滚筒用轴承内圈测温装置的结构示意图。

图2为本发明外转子永磁电动滚筒用轴承内圈测温装置的测温方法的步骤示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本发明的具体实施例。虽然附图中显示了本发明的具体实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。

需要说明的是，在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可以理解，技术人员可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名词的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”或“包括”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。说明书后续描述为实施本发明的较佳实施方式，然所述描述乃以说明书的一般原则为目的，并非用以限定本发明的范围。本发明的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。

为便于对本发明实施例的理解，下面将结合附图以几个具体实施例为例做进一步的解释说明，且各个附图并不构成对本发明实施例的限定。

具体而言，如图1所示，外转子永磁电动滚筒用轴承内圈测温装置包括，

主轴2，其可以为实心轴，也可以为带中心孔的空心轴，所述主轴2包括设在其内的穿线孔6，

轴承，永磁电动滚筒两端的轴承与主轴2配合连接，此配合可以为过盈配合、过渡配合或间隙配合，所述主轴上对应轴承的内圈的位置设有测温空腔8并和所述穿线孔6连通，所述测温空腔中设置有温度传感器1，所述测温空腔8和轴承的内圈之间填满导热密封材料，所述导热密封材料在测温空腔8内完全包裹住温度传感器1的探头使温度传感器1的探头不与测温空腔周壁接触，温度传感器的探头顶部和轴承的内圈接触并和完全包裹的导热密封材料一起形成温度传感器顶部和轴承的内圈之间的面接触。

另外可选的技术方案是，导热密封硅脂填满在测温空腔8和轴承的内圈之间填满导热密封硅脂，导热密封硅脂完全包裹住温度传感器的探头使探头既不和测温空腔周壁接触也不和轴承的内圈接触，这样导热密封硅脂在实现密封的同时和轴承的内圈实现完全的面接触充分吸收轴承的内圈的热量，然后通过导热密封硅脂和温度传感器的探头完全包裹式的接触实现热量的传导，进而更精准更快速的测得轴承的内圈的实际温度，降低测量误差。通过对硅脂的使用不仅实现轴承内外腔体的密封隔离，也实现了对轴承的内圈温度的精准快速的测量，降低了温度传感器的安装难度，提高了外转子永磁电动滚筒的温度控制精度和系统的可靠性。

线缆，其一端经由所述穿线孔6连接所述温度传感器1，另一端连接温度测量单元9，

温度测量单元9，响应于来自线缆的电阻数据，所述温度测量单元9生成温度数据。

本发明确保导热性能完好，保证测温的准确性，然后通过主轴上的穿线孔与主电缆一起用接线柱和外部接线，然后接线连接到外部监控设备对温度进行温度监测。由于电动滚筒的主轴在滚筒运行中处于静止状态，因此不会出现电缆由于转动而断裂的情况。

所述的外转子永磁电动滚筒用轴承内圈测温装置的优选实施例中，温度传感器1经由导热密封材料测量轴承温度。

所述的外转子永磁电动滚筒用轴承内圈测温装置的优选实施例中，所述穿线孔6包括开口，所述开口开设在所述主轴2用于过渡配合轴承的定位表面上。

所述的外转子永磁电动滚筒用轴承内圈测温装置的优选实施例中，轴承过盈配合定位在所述定位表面时，所述开口对准所述测温空腔。

所述的外转子永磁电动滚筒用轴承内圈测温装置的优选实施例中，所述温度测量单元9包括将电阻数据转化为电流数据的变频器，响应于电流数据，温度测量单元9生成温度数据。

所述的外转子永磁电动滚筒用轴承内圈测温装置的优选实施例中，所述测温装置还包括固定连接所述主轴2端部的接线盒5，所述接线盒5包括连接所述线缆的接线柱4，温度测量单元9连接所述接线柱4以接收所述电阻数据。

所述的外转子永磁电动滚筒用轴承内圈测温装置的优选实施例中，温度测量单元9包括用于显示温度数据的显示单元，所述显示单元包括数显仪表或触摸屏。

所述的外转子永磁电动滚筒用轴承内圈测温装置中，温度传感器1的温度感应范围为-40度至120度。

所述的外转子永磁电动滚筒用轴承内圈测温装置中，导热密封材料的导热系数大于50W/mk。

在上述条件下，可以优选温度传感器为测温铂电阻PT100，导热密封材料为导热硅脂。

所述的外转子永磁电动滚筒用轴承内圈测温装置的优选实施例中，所述测温空腔8位于主轴和轴承内圈中间的对应位置。

为了进一步理解本发明，在一个实施例中，电动滚筒用轴承内圈测温装置是由温度传感器测温铂电阻PT1001、主轴2、轴承3、接线柱4、接线盒5组成。实心主轴上开有穿线孔6，连通滚筒两端轴承，主轴2开有测温空腔8，将测温铂电阻预埋在测温空腔内，并用导热硅脂7填满空腔，通过电缆线将铂电阻信号连接到接线柱4，在通过接线盒连接到外部控制设备，进行温度监测。轴承3在主轴2两侧，与主轴为过渡配合，测温空腔8位于主轴和轴承内圈中间的对应位置，可根据实际需求，径向均布不同数量，以满足多点测温的需求。

如图2所示，所述的外转子永磁电动滚筒用轴承内圈测温装置的测温方法包括以下步骤：

预埋温度传感器1测温空腔中且被导热密封材料填满，

线缆经由所述穿线孔6连接所述温度传感器1，另一端连接温度测量单元9，

轴承过盈配合地套设于所述主轴2，

响应于来自线缆的电阻数据，所述温度测量单元9生成温度数据。

在一个优选实施方式中，方法包括，

步骤1主轴2上开有穿线孔6连通两端轴承；

步骤2轴承内圈中部处开有测温空腔8；

步骤3将测温铂电阻预埋在测温空腔内，并用导热硅脂7填满，保证热量传导稳定；

步骤4将铂电阻测温的电阻值信号通过变频器转化电流值信号，然后转化为温度数值信号，用数显仪表显示，用于监控。

工业实用性

本发明的外转子永磁电动滚筒用轴承内圈测温装置及方法可以在轴承温度测量领域制造并使用。

尽管以上结合附图对本发明的实施方案进行了描述，但本发明并不局限于上述的具体实施方案和应用领域，上述的具体实施方案仅仅是示意性的、指导性的，而不是限制性的。本领域的普通技术人员在本说明书的启示下和在不脱离本发明权利要求所保护的范围的情况下，还可以做出很多种的形式，这些均属于本发明保护之列。

Claims (10)

1.一种外转子永磁电动滚筒用轴承内圈测温装置，其特征在于，其包括，

主轴，所述主轴包括设在其内的穿线孔，

轴承，永磁电动滚筒两端的轴承与所述主轴配合连接，所述主轴上对应轴承的内圈的位置设有测温空腔并和所述穿线孔连通，所述测温空腔中设置有温度传感器，所述测温空腔和轴承的内圈之间填满导热密封材料，所述导热密封材料在测温空腔内完全包裹住温度传感器的探头使温度传感器的探头不与测温空腔周壁接触，温度传感器的探头顶部和轴承的内圈接触并和包裹探头顶部的导热密封材料一起形成温度传感器顶部和轴承的内圈之间的面接触，

线缆，其一端经由所述穿线孔连接所述温度传感器，另一端连接温度测量单元，

温度测量单元，响应于来自线缆的电阻数据，所述温度测量单元生成温度数据。

2.根据权利要求1所述的外转子永磁电动滚筒用轴承内圈测温装置，其特征在于：所述穿线孔包括开口，所述开口开设在所述主轴用于配合轴承的定位表面上。

3.根据权利要求2所述的外转子永磁电动滚筒用轴承内圈测温装置，其特征在于：轴承定位在所述定位表面时，所述开口对准所述测温空腔。

4.根据权利要求1所述的外转子永磁电动滚筒用轴承内圈测温装置，其特征在于：所述温度测量单元包括将电阻数据转化为电流数据的变频器，响应于电流数据，温度测量单元生成温度数据。

5.根据权利要求1所述的外转子永磁电动滚筒用轴承内圈测温装置，其特征在于：所述测温装置还包括固定连接所述主轴端部的接线盒，所述接线盒包括连接所述线缆的接线柱，温度测量单元连接所述接线柱以接收所述电阻数据。

6.根据权利要求1所述的外转子永磁电动滚筒用轴承内圈测温装置，其特征在于：温度测量单元包括用于显示温度数据的显示单元，所述显示单元包括数显仪表或触摸屏。

7.根据权利要求1所述的外转子永磁电动滚筒用轴承内圈测温装置，其特征在于：所述温度传感器的温度感应范围为-40度至120度。

8.根据权利要求1所述的外转子永磁电动滚筒用轴承内圈测温装置，其特征在于：所述导热密封材料的导热系数大于50W/mk。

9.根据权利要求1所述的外转子永磁电动滚筒用轴承内圈测温装置，其特征在于：所述测温空腔位于主轴和轴承内圈中间的对应位置。

10.一种权利要求1-9中任一项所述的外转子永磁电动滚筒用轴承内圈测温装置的测温方法，其包括以下步骤：

预埋温度传感器在测温空腔中且被导热密封材料填满，

线缆经由所述穿线孔连接所述温度传感器，另一端连接温度测量单元，

轴承过盈配合地套设于所述主轴，

响应于来自线缆的电阻数据，所述温度测量单元生成温度数据。

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