CN114033794B - 一种回转支承运行状态在线监测装置 - Google Patents

一种回转支承运行状态在线监测装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及在线检测设备技术领域，具体为一种回转支承运行状态在线监测装置，回转支承包括内圈、外圈以及滚动体，所述内圈和外圈的配合面之间设置有环形滚道，所述外圈经由若干所述滚动体呈环形分布于环形滚道内与内圈转动连接，一振动加速传感器沿回转支承的轴线方向设置于外圈上，另一振动加速传感器沿回转支承的径向方向设置于内圈上，以通过两振动加速传感器采集回转支承转动时的振动加速度信号。解决了现有技术中难以对回转支承的振动加速度信号进行采集的问题。

Description

一种回转支承运行状态在线监测装置
技术领域
本发明涉及在线检测设备技术领域，具体为一种回转支承运行状态在线监测装置。
背景技术
回转支承作为一种可承受综合载荷的大型轴承，因其可同时承受轴向载荷、径向载荷和倾覆力矩的优越承载能力，在工程机械、自动化设备、建筑机械、环卫设备、船舶港口、冶金、起重、风力发电、医疗设备等诸多领域得到了广泛应用。此外，其多应用于重大的领域，一旦回转支承发生故障，将严重影响生产、工作效率，对经济和社会效益造成损失。因此，对回转支承运行状态进行监测十分必要。
在现有专利申请号为201320313202.2的专利文献中，公开了带轮传动式回转支承，并具体公开了在外圈的外圆周面上开设传动带槽，使外圈成为从动带轮，且此传动带槽可为平面槽或V形槽或梯形槽或半圆形槽或齿槽；由于回转支承在运行过程中，常见的失效形式有回转支承啮合齿面磨损、滚道及滚动体磨损等。回转支承发生故障后，会产生特征信号，如振动信号异常、声音信号异常、应力信号异常等。由于振动信号易于采集，且能较全面的反应回转支承故障特性，故采用振动加速度传感器进行状态监测。此外，回转支承运行过程中缺油、少油、碰撞等导致滚动体与内滚道、外滚道摩擦加剧使回转支承温度升高。因此，温度能在一定程度上反映回转支承的运行状况。
回转支承因其重要的应用场合，必须要求其平稳运行。然而经常对回转支承进行检修会损坏其使用寿命。因此，实时的对回转支承运行状态进行检测，按需判断是否进行维修或更换将大大提高工作效率和设备安全性。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种回转支承运行状态在线监测装置，用以解决现有技术中难以对回转支承的振动加速度信号进行采集的问题。
本发明提供一种回转支承运行状态在线监测装置，包括
回转支承，所述回转支承包括内圈、外圈以及滚动体，所述内圈和外圈的配合面之间设置有环形滚道，所述外圈经由若干所述滚动体呈环形分布于环形滚道内与内圈转动连接；
振动加速传感器，一所述振动加速传感器沿回转支承的轴线方向设置于外圈上，另一所述振动加速传感器沿回转支承的径向方向设置于内圈上，以通过两所述振动加速传感器采集回转支承转动时的振动加速度信号。
作为优选，还包括设置于回转支承上用于检测环形滚道内润滑脂温度的温度检测单元。
作为优选，所述温度检测单元包括温度传感器和无线发射器，所述温度传感器固设于所述内圈沿径向方向开设的通孔内，所述通孔与环形滚道相连通，所述无线发射器固设于内圈的圆周侧壁上，且所述无线发射器与温度传感器之间电性连接。
作为优选，所述回转支承上还设置有供于检测环形滚道内润滑脂电阻大小的检测模块。
作为优选，所述检测模块包括环形磁块、弹簧、电磁铁以及电阻检测单元，所述环形磁块滑动设置于内圈沿径向方向开设的储油腔内，且所述储油腔与环形滚道相连通，所述弹簧的一端与环形磁块背离环形滚道的一侧固定连接，所述弹簧的另一端与电磁铁固定连接，所述环形磁块与电磁铁之间磁性相互吸引，所述电阻检测单元与储油腔电性连接。
作为优选，所述储油腔靠近环形滚道的一侧设置有至少一过滤网。
作为优选，所述温度传感器为无线红外温度传感器。
作为优选，所述振动加速传感器的一端设置有螺纹杆，所述内圈的径向方向和外圈的轴向上设置有与螺纹杆相螺合的螺纹孔。
作为优选，所述储油腔的内壁设置有一层保护膜，所述保护膜的材质为塑料。
作为优选，所述内圈和外圈的配合面之间均设置有环形凹槽，且所述环形凹槽的截面呈半圆形，两所述环形凹槽围合成环形滚道。
本发明的有益效果是：本发明提供一种回转支承运行状态在线监测装置，回转支承包括内圈、外圈以及滚动体，内圈和外圈的配合面之间设置环形滚道，外圈经由若干滚动体呈环形分布于环形滚道内与内圈转动连接，一振动加速传感器沿回转支承的轴线方向设置于外圈上，另一振动加速传感器沿回转支承的径向方向设置于内圈上，通过两振动加速传感器采集回转支承转动时的振动加速度信号，可有效地对回转支承的运行状态进行监测，判断其工作状态是否满足要求，从而及时进行维修或更换，显著降低维修检测成本，延长了回转支承的使用寿命，也避免了发生重大生产或安全事故。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明一种回转支承运行状态在线监测装置的结构示意图；
图2为本发明振动加速度传感器安装的结构示意图；
图3为本发明温度检测单元安装的结构示意图；
图4为本发明检测模块安装的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理，并非用于限定本发明的范围。
本发明提供了一种回转支承运行状态在线监测装置，包括回转支承1，以及设置于回转支承1上的两振动加速传感器2、温度检测单元3和检测模块4，两振动加速传感器2用于采集回转支承1转动时的振动加速度信号，温度检测单元3用于检测回转支承1内温度变化，检测模块4用于检测回转支承1的磨损程度。
更具体地，在本实施例中，所述回转支承1包括内圈11、外圈12以及滚动体13，所述内圈11和外圈12的配合面之间均设置有环形凹槽，且所述环形凹槽的截面呈半圆形，两所述环形凹槽围合成环形滚道，所述外圈12经由若干所述滚动体13呈环形分布于环形滚道内与内圈11转动连接；其中，所述内圈11沿径向方向开设有通孔111，且通孔111与环形滚道相连通，所述内圈11沿径向方向还开设有储油腔112内，且所述储油腔112与环形滚道相连通。为了防止储油腔112内壁磨损的金属离子融入润滑脂内，所述储油腔112的内壁设置有一层保护膜，且所述保护膜的材质为塑料。
在本具体实施例中，一所述振动加速传感器2沿回转支承1的轴线方向设置于外圈12上，另一所述振动加速传感器2沿回转支承1的径向方向设置于内圈11上，以通过两所述振动加速传感器2采集回转支承1转动时的振动加速度信号。具体地，所述振动加速传感器2的一端设置有螺纹杆211，所述内圈11的径向方向和外圈12的轴向上设置有与螺纹杆211相螺合的螺纹孔。可以理解的是，在实际需求中，可根据类似的结构，在回转支承1的内圈11或者外圈12上的不同位置增加振动加速度传感器2的数量。
为了检测环形滚道内润滑脂温度，所述温度检测单元3包括温度传感器31和无线发射器32，所述温度传感器31固设于通孔111内，所述无线发射器32固设于内圈11的圆周侧壁上，且所述无线发射器32与温度传感器31之间电性连接。具体他，所述温度传感器31为无线红外温度传感器。
为了检测环形滚道内润滑脂的电阻，具体地，所述回转支承1上还设置有检测模块4，所述检测模块4包括环形磁块41、弹簧42、电磁铁43以及电阻检测单元44，所述环形磁块41滑动设置于内圈11沿径向方向开设的储油腔112内，且所述储油腔112与环形滚道相连通，所述弹簧42的一端与环形磁块41背离环形滚道的一侧固定连接，所述弹簧42的另一端与电磁铁43固定连接，所述环形磁块41与电磁铁43之间磁性相互吸引，所述电阻检测单元44与储油腔112电性连接。
为了防止环形滚道内磨损产生的金属离子溶于润滑脂内，具体地，所述储油腔112靠近环形滚道的一侧设置有至少一过滤网45。
在使用过程中，在回转支承1进行工作时，可提前对振动加速度传感器2和温度传感器31的采样频率、采样时间等进行设置，振动加速度传感器2对回转支承轴向、径向振动加速度信号进行采集，以判断回转支承1的健康状况。同时温度传感器31对回转支承1的环形滚道内润滑脂的温度进行监测，温度传感器31可通过红外感知环形滚道内润滑脂温度的变化情况，由于回转支承1内部磨损加重势必导致内部温度增高，可对温度传感器31设置一个阈值，当其监测到润滑脂温度值超出所设阈值后，立即向数据中心报送，相应人员随即做出处理。通过外部电源装置(图中未视出)向电磁铁43进行供电，电磁铁43将会产生磁力，在电磁力的吸引下，环形磁块41在储油腔112内进行滑动，从而使储油腔112的内部产生负压，使不易流动的润滑脂在大气压强的作用下进入到储油腔112的内部进行电阻值检测。回转支承1磨损严重时，溶于润滑脂的金属离子将会增大，使得润滑脂的电阻值变小，对于电阻值的界定可通过提前标定来选择，待检测完成后，电源装置停止对电磁铁43进行供电，则电磁铁将失去磁性，活塞不再受到电磁力的作用，将在弹簧42的作用下恢复至原始状态，并将采集的润滑脂重新压入环形滚道内，管理者通过采集到的振动加速度信号、润滑脂温度信号以及回转支承内外滚道内润滑脂电阻值进行统计、诊断和分析，进而做出下一步对回转支承1的维修、更换和保养。
本发明的有益效果是：
本发明提供一种回转支承运行状态在线监测装置，回转支承包括内圈、外圈以及滚动体，内圈和外圈的配合面之间设置环形滚道，外圈经由若干滚动体呈环形分布于环形滚道内与内圈转动连接，一振动加速传感器沿回转支承的轴线方向设置于外圈上，另一振动加速传感器沿回转支承的径向方向设置于内圈上，通过振动加速传感器采集回转支承转动时的振动加速度信号，可有效地对回转支承的运行状态进行监测，判断其工作状态是否满足要求，从而及时进行维修或更换，显著降低维修检测成本，延长了回转支承的使用寿命，也避免了发生重大生产或安全事故。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种回转支承运行状态在线监测装置，其特征在于，包括
回转支承，所述回转支承包括内圈、外圈以及滚动体，所述内圈和外圈的配合面之间设置有环形滚道，所述外圈经由若干所述滚动体呈环形分布于环形滚道内与内圈转动连接；
振动加速传感器，一所述振动加速传感器沿回转支承的轴线方向设置于外圈上，另一所述振动加速传感器沿回转支承的径向方向设置于内圈上，以通过两所述振动加速传感器采集回转支承转动时的振动加速度信号，
还包括设置于回转支承上用于检测环形滚道内润滑脂温度的温度检测单元，所述温度检测单元包括温度传感器和无线发射器，所述温度传感器固设于所述内圈沿径向方向开设的通孔内，所述通孔与环形滚道相连通，所述无线发射器固设于内圈的圆周侧壁上，且所述无线发射器与温度传感器之间电性连接，所述回转支承上还设置有供于检测环形滚道内润滑脂电阻大小的检测模块，所述检测模块包括环形磁块、弹簧、电磁铁以及电阻检测单元，所述环形磁块滑动设置于内圈沿径向方向开设的储油腔内，且所述储油腔与环形滚道相连通，所述弹簧的一端与环形磁块背离环形滚道的一侧固定连接，所述弹簧的另一端与电磁铁固定连接，所述环形磁块与电磁铁之间磁性相互吸引，所述电阻检测单元与储油腔电性连接。
2.根据权利要求1所述的一种回转支承运行状态在线监测装置，其特征在于，所述储油腔靠近环形滚道的一侧设置有至少一过滤网。
3.根据权利要求2所述的一种回转支承运行状态在线监测装置，其特征在于，所述温度传感器为无线红外温度传感器。
4.根据权利要求1所述的一种回转支承运行状态在线监测装置，其特征在于，所述振动加速传感器的一端设置有螺纹杆，所述内圈的径向方向和外圈的轴向上设置有与螺纹杆相螺合的螺纹孔。
5.据权利要求4所述的一种回转支承运行状态在线监测装置，其特征在于，所述储油腔的内壁设置有一层保护膜，所述保护膜的材质为塑料。
6.根据权利要求1所述的一种回转支承运行状态在线监测装置，其特征在于，所述内圈和外圈的配合面之间均设置有环形凹槽，且所述环形凹槽的截面呈半圆形，两所述环形凹槽围合成环形滚道。
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