CN113566994A - 一种轴承测温装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轴承测温装置，用于安装在轴承座的阶梯形安装孔内，包括测温压头，测温压头位于轴承座阶梯形安装孔的底部用于将热电偶线紧压在轴承套圈表面；弹簧，弹簧套接在测温压头顶部用于向测温压头提供压紧力；压头螺钉，压头螺钉底部嵌套在弹簧内且其底面与弹簧顶面抵接，压头螺钉为螺钉用于压紧弹簧并调节弹簧的压紧力；热电偶线，热电偶线依次贯穿压头螺钉、弹簧和测温压头且其一端位于测温压头与轴承之间用于测量轴承温度。本发明通过压头螺钉、弹簧和测温压头组合使用，既可保证热电偶丝与轴承套圈的有效接触，又可避免压紧力过大，且不至于引起轴承套圈应力集中，同时，可以直接安装在设备内部的轴承座上，无需在设备上开通孔。

Description

一种轴承测温装置

技术领域

本发明属于轴承技术领域，具体是一种轴承测温装置。

背景技术

航空滚动轴承是航空涡轴发动机的核心部件之一，具有高速、高温的特点，为减轻重量，大多采用套圈壁较薄的轻型结构。在轴承试验和发动机试验中，为保证试验安全，需要严格控制轴承的工作温度，因此须实时监测轴承静止套圈的表面温度。

轴承静止套圈表面温度的测量传感器与固体表面温度测量方法相似，但要求温度测量可靠、具有快的温度响应速度。根据使用经验，采用热电偶探针进行轴承温度测量可以满足上述要求，现有的轴承温度测量装置主要有焊接热电偶丝、中空的螺纹压头和卡簧式测温传感器。

但是，现有技术中，焊接热电偶丝是直接将热电偶丝焊接在轴承套圈上，缺点是安装过程中极易碰断热电偶丝、造成返工，并且需要在轴承座上设计一个轴向贯通的缺口，易造成轴承套圈局部应力集中、引起套圈非正常断裂；

中空的螺纹压头是将热电偶丝压在轴承套圈上，缺点是螺纹压头的压紧力很难控制，压紧力不足会造成热电偶与轴承套圈接触不良、影响响应速度及测量准确性，压紧力太大会对轴承套圈施加过大的局部载荷，甚至造成滚道局部变形。

卡簧式测温传感器缺点是传感器安装座只能安装在设备外部，需要从设备外部开通孔至轴承套圈，测点位置不可调，且遇到设备结构复杂、不允许开通孔时无法使用。

因此，本领域技术人员提供了一种轴承测温装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种轴承测温装置，通过弹簧的阻尼作用吸收试验时产生的振动保证热电偶线与轴承外圈始终处于接触状态，以解决上述背景技术中提出的现有技术的三种轴承温度测量装置在使用时压太紧容易压断热电偶线并影响轴承的工作，压太松时试验振动引起接触不良、测温不准的问题。

根据本发明的一个方面，提供一种轴承测温装置，用于安装在轴承座的阶梯形安装孔内，包括测温压头，所述测温压头位于轴承座阶梯形安装孔的底部，用于将热电偶线紧压在轴承表面；弹簧，所述弹簧套接在测温压头顶部，用于向测温压头提供压紧力；压头螺钉，所述压头螺钉底部嵌套在弹簧内且其底面与弹簧顶面抵接，所述压头螺钉用于压紧弹簧并调节弹簧的压紧力；热电偶线，所述热电偶线依次贯穿压头螺钉、弹簧和测温压头且其一端位于测温压头与轴承之间，用于测量轴承温度。

根据本发明的一个实例性的实施例，所述测温压头、压头螺钉和弹簧的中心轴皆重合。

根据本发明的另一个实例性的实施例，所述测温压头为包括顶部的弹簧装配部、中部的轴承座配合部和底部的压紧部的中字形圆柱体，所述测温压头以中心轴为轴线在内部设有圆形通孔。

根据本发明的另一个实例性的实施例，所述压头螺钉底部设有与弹簧装配部直径相等的圆柱凸台并嵌套在弹簧顶部，所述压头螺钉以中心轴为轴线在内部设有圆形通孔。

根据本发明的另一个实例性的实施例，所述压头螺钉在顶部中心位置设有装配槽。

根据本发明的另一个实例性的实施例，所述轴承座配合部与轴承座安装孔为间隙配合。

根据本发明的另一个实例性的实施例，所述弹簧型号与轴承型号适配。

根据本发明的另一个实例性的实施例，所述弹簧装配部的直径与弹簧适配。

根据本发明的另一个实例性的实施例，所述压头螺钉装配后弹簧留有可变伸缩量。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明通过压头螺钉压缩弹簧提供压力作为测温压头的压紧力既可保证热电偶丝与轴承套圈的有效接触，又可避免压紧力过大，且不至于引起轴承套圈应力集中。

2、本发明结构外形尺寸小，可以直接安装在设备内部的轴承座上，不需要在设备上开通孔。

附图说明

为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为一种轴承测温装置使用方法示意图；

图2为一种轴承测温装置的整体结构示意图；

图3为一种轴承测温装置主视图；

图4为图3的A-A剖视图。

图中：1、压头螺钉；101、装配槽；102、圆柱凸台；2、轴承座；3、弹簧；4、测温压头；401、弹簧装配部；402、轴承座配合部；403、压紧部；5、轴承；6、热电偶线。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。在说明书中，相同或相似的附图标号指示相同或相似的部件。下述参照附图对本发明实施方式的说明旨在对本发明的总体发明构思进行解释，而不应当理解为对本发明的一种限制。

另外，在下面的详细描述中，为便于解释，阐述了许多具体的细节以提供对本披露实施例的全面理解。然而明显地，一个或多个实施例在没有这些具体细节的情况下也可以被实施。在其他情况下，公知的结构和装置以图示的方式体现以简化附图。

根据本发明的一个总体技术构思，提供一种轴承测温装置，用于安装在轴承座2的阶梯形安装孔内，包括测温压头4，所述测温压头4位于轴承座2阶梯形安装孔的底部，用于将热电偶线6紧压在轴承5套圈表面；弹簧3，所述弹簧3套接在测温压头4顶部，用于向测温压头4提供压紧力；压头螺钉1，所述压头螺钉1底部嵌套在弹簧3内且其底面与弹簧3顶面抵接，所述压头螺钉1用于压紧弹簧3并调节弹簧3的压紧力；热电偶线6，所述热电偶线6依次贯穿压头螺钉1、弹簧3和测温压头4且其一端位于测温压头4与轴承5套圈之间，用于测量轴承5温度。

如图1和图4所示，在图示的实施例中，测温压头4、压头螺钉1和弹簧3的中心轴皆重合，使得压头螺钉1在扭紧的过程中，弹簧3进行均匀形变；弹簧3产生的压紧力均匀分布在测温压头4上，保证轴承测温装置在使用时，测温压头4与轴承座2具有一定的同轴度。

优选的，在本实施例中，测温压头4为包括顶部的弹簧装配部401、中部的轴承座配合部402和底部的压紧部403的中字形圆柱体，所述测温压头4以中心轴为轴线在内部设有圆形通孔。

如图2-4所示，在图示的实施例中，压头螺钉1底部设有与测温压头4弹簧装配部401直径相等的圆柱凸台102并嵌套在弹簧3顶部，所述压头螺钉1以中心轴为轴线在内部设有圆形通孔。

优选的，在本实施例中，压头螺钉1在顶部中心位置设有装配槽101，装配槽101用于旋转压头螺钉1，通过旋入或旋出压头螺钉1，控制弹簧3的压缩量，进而控制弹簧3产生的压紧力。

优选的，在本实施例中，测温压头4最大半径圆柱段为轴承座配合部402并与轴承座2安装孔为间隙配合，保证弹簧3对测温压头4产生的压紧力可以最大效率地转化为测温压头4对热电偶线6的压紧力。

如图1-4所示，在图示的实施例中，弹簧3型号与轴承5型号适配。

优选的，在本实施例中，测温压头4弹簧装配部401的直径与弹簧3适配。

如图1所示，在图示的实施例中，压头螺钉1装配后弹簧3留有可变伸缩量，保证弹簧3可通过阻尼作用吸收试验时产生的振动，保证热电偶线6与轴承5外圈始终处于接触状态，可以避免原有方式压紧力过大时，容易压断热电偶线6并影响轴承5的工作，压紧力过小时，则试验产生的振动会造成热电偶线6接触不良，导致测温不准。

下面，介绍本发明的使用方法：

首先，完成轴承座2与轴承5的装配，轴承座2内设有用于装配轴承测温装置的台阶孔；然后，将热电偶线6穿过测温压头4的圆形通孔并通过测温压头4的压紧部403压在轴承5的外圈上；再将弹簧3穿过热电偶线6并套在测温压头4的弹簧装配部401上，测温压头4的轴承座配合部402与轴承座2间隙配合；最后，将热电偶线6穿过压头螺钉1的圆形通孔，再将压头螺钉1安装在轴承座2上，压头螺钉1圆柱凸台102嵌套进弹簧3且压头螺钉1底面与弹簧3顶面抵接，通过旋入或旋出压头螺钉1改变装配深度，进而调整弹簧3的初始弹力来改变弹簧3产生的压紧力，压紧力由弹簧3产生传递到测温压头4使得测温压头4将热电偶线6紧压在轴承5上进行温度测量；通过调试，找到最优热电偶线6压紧力使得热电偶线6与轴承5外圈始终处于接触状态，不会压断热电偶线6，与不会因为振动导致热电偶线6接触不良导致测温不准。

下面对本发明适配不同轴承5的实施例进行说明：

在本发明轴承测温装置适配轴承5的第一个实施例中，某发动机主轴轴承5外形尺寸为φ53×φ80×14mm,轴承5宽度为14mm,由于转速较高，振动较大，根据GB/T2089-1994,弹簧3选择结果为YAO.5×6×11,该弹簧3的压紧力范围为1.52N-6N，热电偶线6同时通过测温压头4和的圆形通孔，圆形通孔的直径为2mm,测温压头4和压头螺钉1的圆形通孔的孔口均做抛光处理；测温压头4轴承5配合部的直径为4mm,并以一定的负公差保证安装，测温压头4弹簧3装配段直径为4±0.1mm,弹簧3外径为7.5m。压头螺钉1采用具有一定强度的钢质材料制作，螺纹部分采用M12×1.5的螺纹，长度取12mm,螺纹段端面开宽度为3mm、深度为3mm的装配槽101。

在本发明轴承测温装置适配轴承5的第二个实施例中，某发动机主轴轴承5外形尺寸为φ170×φ310×55mm,轴承5宽度为55mm,由于转速较低，振动较小，根据GB/T2089-1994,弹簧3选择结果为YAO.5×7×24,该弹簧3的压紧力范围为1.3N-5.32N，热电偶线6同时通过测温压头4和的圆形通孔，圆形通孔的直径为2mm,测温压头4和压头螺钉1的圆形通孔的孔口均做抛光处理；测温压头4轴承5配合部的直径为5mm,并以一定的负公差保证安装，测温压头4弹簧3装配段直径为5±0.1mm,弹簧3外径为8m。压头螺钉1采用具有一定强度的钢质材料制作，螺纹部分采用M14×1.5的螺纹，长度取12mm,螺纹段端面开宽度为3mm、深度为3mm的装配槽101。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种轴承测温装置，用于安装在轴承座(2)的阶梯形安装孔内，其特征在于，包括:

测温压头(4)，所述测温压头(4)位于轴承座(2)阶梯形安装孔的底部，用于将热电偶线(6)紧压在轴承(5)表面；

弹簧(3)，所述弹簧(3)套接在测温压头(4)顶部，用于向测温压头(4)提供压紧力；

压头螺钉(1)，所述压头螺钉(1)底部嵌套在弹簧(3)内且其底面与弹簧(3)顶面抵接，所述压头螺钉(1)用于压紧弹簧(3)并调节弹簧(3)的压紧力；

热电偶线(6)，所述热电偶线(6)依次贯穿压头螺钉(1)、弹簧(3)和测温压头(4)且其一端位于测温压头(4)与轴承(5)之间，用于测量轴承(5)温度。

2.根据权利要求1所述的一种轴承测温装置，其特征在于，所述测温压头(4)、压头螺钉(1)和弹簧(3)的中心轴皆重合。

3.根据权利要求1所述的一种轴承测温装置，其特征在于，所述测温压头(4)为包括顶部的弹簧装配部(401)、中部的轴承座配合部(402)和底部的压紧部(403)的中字形圆柱体，所述测温压头(4)以中心轴为轴线在内部设有圆形通孔。

4.根据权利要求3所述的一种轴承测温装置，其特征在于，所述压头螺钉(1)底部设有与弹簧装配部(401)直径相等的圆柱凸台(102)并嵌套在弹簧(3)顶部，所述压头螺钉(1)以中心轴为轴线在内部设有圆形通孔。

5.根据权利要求4所述的一种轴承测温装置，其特征在于，所述压头螺钉(1)在顶部中心位置设有装配槽(101)。

6.根据权利要求3所述的一种轴承测温装置，其特征在于，所述轴承座配合部(402)与轴承座(2)安装孔为间隙配合。

7.根据权利要求1所述的一种轴承测温装置，其特征在于，所述弹簧(3)型号与轴承(5)型号适配。

8.根据权利要求3所述的一种轴承测温装置，其特征在于，所述弹簧装配部(401)的直径与弹簧(3)适配。

9.根据权利要求1所述的一种轴承测温装置，其特征在于，所述压头螺钉(1)装配后弹簧(3)留有可变伸缩量。

Images