CN114110018B - 一种滚道偏心式回转支承 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种滚道偏心式回转支承，包括支撑底座、外圈、连接圈和内圈，所述外圈固定安装在支撑底座的上端，所述连接圈固定连接在外圈的内表面，所述内圈安装在连接圈的内表面，所述内圈与连接圈之间设置有若干个滚珠，所述连接圈包含数据采集模块、数据处理模块、数据分析模块和调控模块，数据采集模块用于采集内圈的运转信息；数据处理模块接收运转信息并进行处理操作，得到运转处理信息；数据分析模块接收运转处理信息并进行计算分析，得到运转分析信息；调控模块对内圈的运行进行调控和预警；可以解决现有方案中不能对回转支承运行时产生的间隙进行调整，以及不能对回转支承的运行进行实时监测和预警的技术问题。

Description

一种滚道偏心式回转支承

技术领域

本发明涉及回转支承技术领域，尤其涉及一种滚道偏心式回转支承。

背景技术

回转支承是新型机械零部件，它有内外圈、滚动体等构成，回转支承是一种能够承受综合载荷的大型轴承，可以同时承受较大的轴向、径向负荷和倾覆力矩。

现有的回转支承的结构为同径结构，使得回转支承运行时产生的间隙不能动态调整，进而导致密封性不佳，以及存在不能对回转支承的运行进行实时监测和预警的缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种滚道偏心式回转支承；解决的技术问题包括：

如何解决现有方案中不能对回转支承运行时产生的间隙进行调整，以及不能对回转支承的运行进行实时监测和预警的技术问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种滚道偏心式回转支承，包括支撑底座、外圈、连接圈和内圈，所述外圈固定安装在支撑底座的上端，所述连接圈固定连接在外圈的内表面，所述内圈安装在连接圈的内表面，所述内圈与连接圈之间设置有若干个滚珠，所述连接圈包含数据采集模块、数据处理模块、数据分析模块和调控模块；

数据采集模块用于采集内圈的运转信息，该运转信息包含距离数据、偏心数据、受力数据、噪音数据和温度数据，将运转信息发送至数据处理模块；

数据处理模块接收运转信息并进行处理操作，得到运转处理信息，将运转处理信息发送至数据分析模块；

数据分析模块接收运转处理信息并进行计算，得到运偏值和运超值，对运偏值与运超值进行分析并分类组合，得到运转分析信息，将运转分析信息发送至调控模块；

调控模块接收运转分析信息并对内圈的运行进行调控和预警。

作为本发明的进一步改进方案：数据处理模块接收运转信息并进行处理操作，得到运转处理信息，具体的步骤包括：

S21：接收运转信息并获取距离数据、偏心数据、受力数据、噪音数据和温度数据；

S22：将距离数据中内圈与连接圈之间的最大间隙标记为C1，将距离数据中内圈与连接圈之间的最小间隙标记为C2；将偏心数据中内圈的偏心角度标记为C3；将受力数据中的轴向力标记为C5，将受力数据中的径向力标记为C6；

S23：将噪音数据中的声音响度标记为D1，将噪音数据中的声响频率标记为D2；将温度数据中的初始温度标记为D3，将温度数据中的监测温度标记为D4；

S24：将标记的最大间隙、最小间隙、偏心角度、轴向力和径向力以及声音响度、声响频率、初始温度和监测温度进行分类组合，得到运转处理信息。

作为本发明的进一步改进方案：数据分析模块接收运转处理信息并进行计算，得到运偏值和运超值，具体的步骤包括：

S31：接收运转处理信息中标记的最大间隙C1、最小间隙C2、偏心角度C3、轴向力C4和径向力C5，将标记的数据进行归一化处理并取值；

S32：利用公式

计算得到运偏值；其中，a1、a2、a3、a4和a5表示为不同的比例系数且均大于零；

S33：接收运转处理信息中标记的声音响度D1、声响频率D2、初始温度D3和监测温度D4，将标记的数据进行归一化处理并取值；

S34：利用公式

计算得到运超值；其中，b1、b2和b3表示为不同的比例系数且均大于零，e表示为常数。

作为本发明的进一步改进方案：对运偏值与运超值进行分析并分类组合，得到运转分析信息，具体的步骤包括：

S41：将最大的运偏值设为选中运偏值，计算选中运偏值与预设的运偏阈值之间的比值并标记为监测比值；

S42：对监测比值进行分析，若监测比值小于k，则判定该选中运偏值对应内圈的运转状态正常并生成第一运转信号；若监测比值不小于k，则判定该选中运偏值对应内圈的运转状态异常并生成第二运转信号，获取第二运转信号对应的偏心角度和最大间隙并分别标记为选中偏心角度和选中最大间隙；其中，k表示为正整数；

S43：将第一运转信号、第二运转信号、选中偏心角度和选中最大间隙分类组合，得到第一分析集；

S44：将最大的运超值设为选中运超值，将选中运超值与预设的运超阈值进行对比判断，若选中运超值小于运超阈值，则判定该对应内圈整体状态正常并生成第一运超信号；若选中运超值不小于运超阈值，则判定该对应内圈整体状态异常并生成第二运超信号；

S45：将第一运超信号和第二运超信号组合，得到第二分析集；

S46：将第一分析集和第二分析集分类组合，得到运转分析信息。

作为本发明的进一步改进方案：调控模块进行调控和预警的具体步骤包括：

S51：接收运转分析信息并进行分析，若运转分析信息中包含第二运转信号，获取选中偏心角度和选中最大间隙以及内圈最低点的实时坐标和原始坐标；

S52：计算实时坐标和原始坐标之间的直线距离，得到移动偏移值；

S53：根据移动偏移值和选中偏心角度控制内圈向原始坐标移动，直至选中最大间隙缩小至预设的标准间隙范围；

S54：若运转分析信息中包含第二运超信号，获取第二运超信号对应的选中运超值，计算选中运超值与运超阈值之间的比值并标记为预警比值，对预警比值进行分析；

S55：若预警比值整数部分的数值小于h，则生成第一预警信号并进行清理提示；若预警比值整数部分的数值等于h，则生成第二预警信号并进行检查提示；若预警比值整数部分的数值大于h，则生成第三预警信号并进行更换提示；其中，h表示为正整数且h≠k。

本发明公开的各个方面带来的有益效果是：

本发明中的连接圈和内圈为偏心设计，使得回转支承运转时产生的间隙可以及时调整偏心，消除间隙影响密封性的缺陷，通过设置的数据采集模块、数据处理模块、数据分析模块和调控模块之间的配合使用，可以对回转支承的运行进行实时监测和预警，及时监测分析尘埃声和伤痕声并进行处理，提高回转支承的运行效果和使用寿命，通过数据采集模块用于采集内圈的运转信息，可以为内圈的监测和调整提供有效的数据支撑；通过数据处理模块接收运转信息并进行处理操作，得到运转处理信息，使得各个数据规范化便于进行计算；通过数据分析模块接收运转处理信息并进行计算，得到运偏值和运超值，对运偏值与运超值进行分析并分类组合，得到运转分析信息，通过对处理后的数据进行计算，使得各个数据之间建立联系并分析，进而使得监测的结果更加准确可靠，便于及时进行预警和调整；通过调控模块接收运转分析信息并对内圈的运行进行调控和预警，可以达到提高密封性的目的。

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为本发明一种滚道偏心式回转支承的立体结构图。

图2为本发明一种滚道偏心式回转支承的正视图。

图3为本发明一种滚道偏心式回转支承的剖视图。

图4为本发明中连接圈内各个模块的示意图。

图中：1、支撑底座；2、外圈；3、连接圈；4、内圈；5、滚珠。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-4所示，一种滚道偏心式回转支承，包括支撑底座1、外圈2、连接圈3和内圈4，所述外圈2固定安装在支撑底座1的上端，所述连接圈3固定连接在外圈2的内表面，所述内圈4安装在连接圈3的内表面，所述内圈4与连接圈3之间设置有若干个滚珠5，所述连接圈3包含数据采集模块、数据处理模块、数据分析模块和调控模块；

数据采集模块用于采集内圈4的运转信息，该运转信息包含距离数据、偏心数据、受力数据、噪音数据和温度数据，将运转信息发送至数据处理模块；

数据处理模块接收运转信息并进行处理操作，得到运转处理信息，将运转处理信息发送至数据分析模块；具体的步骤包括：

接收运转信息并获取距离数据、偏心数据、受力数据、噪音数据和温度数据；

将距离数据中内圈4与连接圈3之间的最大间隙标记为C1，将距离数据中内圈4与连接圈3之间的最小间隙标记为C2；将偏心数据中内圈4的偏心角度标记为C3；将受力数据中的轴向力标记为C5，将受力数据中的径向力标记为C6；

将噪音数据中的声音响度标记为D1，将噪音数据中的声响频率标记为D2；将温度数据中的初始温度标记为D3，将温度数据中的监测温度标记为D4；

将标记的最大间隙、最小间隙、偏心角度、轴向力和径向力以及声音响度、声响频率、初始温度和监测温度进行分类组合，得到运转处理信息；

数据分析模块接收运转处理信息并进行计算，得到运偏值和运超值，具体的步骤包括：

接收运转处理信息中标记的最大间隙C1、最小间隙C2、偏心角度C3、轴向力C4和径向力C5，将标记的数据进行归一化处理并取值；

利用公式

计算得到运偏值；其中，a1、a2、a3、a4和a5表示为不同的比例系数且均大于零；

接收运转处理信息中标记的声音响度D1、声响频率D2、初始温度D3和监测温度D4，将标记的数据进行归一化处理并取值；

利用公式

计算得到运超值；其中，b1、b2和b3表示为不同的比例系数且均大于零，e表示为常数；

对运偏值与运超值进行分析并分类组合，得到运转分析信息，将运转分析信息发送至调控模块；具体的步骤包括：

将最大的运偏值设为选中运偏值，计算选中运偏值与预设的运偏阈值之间的比值并标记为监测比值；

对监测比值进行分析，若监测比值小于k，则判定该选中运偏值对应内圈4的运转状态正常并生成第一运转信号；若监测比值不小于k，则判定该选中运偏值对应内圈4的运转状态异常并生成第二运转信号，获取第二运转信号对应的偏心角度和最大间隙并分别标记为选中偏心角度和选中最大间隙；其中，k表示为正整数；

将第一运转信号、第二运转信号、选中偏心角度和选中最大间隙分类组合，得到第一分析集；

将最大的运超值设为选中运超值，将选中运超值与预设的运超阈值进行对比判断，若选中运超值小于运超阈值，则判定该对应内圈4整体状态正常并生成第一运超信号；若选中运超值不小于运超阈值，则判定该对应内圈4整体状态异常并生成第二运超信号；

将第一运超信号和第二运超信号组合，得到第二分析集；

将第一分析集和第二分析集分类组合，得到运转分析信息；

调控模块接收运转分析信息并对内圈4的运行进行调控和预警，具体的步骤包括：

接收运转分析信息并进行分析，若运转分析信息中包含第二运转信号，获取选中偏心角度和选中最大间隙以及内圈4最低点的实时坐标和原始坐标；

计算实时坐标和原始坐标之间的直线距离，得到移动偏移值；其中，以外圈2的中心点为原点以及预设的距离建立坐标系，原始坐标表示为内圈4不工作时最低点的位置；

根据移动偏移值和选中偏心角度控制内圈4向原始坐标移动，直至选中最大间隙缩小至预设的标准间隙范围；其中，标准间隙范围基于不同的外圈2、连接圈3和内圈4的尺寸进行预设；

若运转分析信息中包含第二运超信号，获取第二运超信号对应的选中运超值，计算选中运超值与运超阈值之间的比值并标记为预警比值，对预警比值进行分析；

若预警比值整数部分的数值小于h，则生成第一预警信号并进行清理提示；若预警比值整数部分的数值等于h，则生成第二预警信号并进行检查提示；若预警比值整数部分的数值大于h，则生成第三预警信号并进行更换提示；其中，h表示为正整数且h≠k；

本发明实施例中，第一预警信号表示为回转支内有尘埃等异物，发生非周期性的振动；第二预警信号表示为回转支承的滚动表面存在裂纹、压痕或着锈蚀，发生周期性的振动和噪声；第三预警信号表示为回转支内有尘埃等异物以及回转支承的滚动表面存在裂纹、压痕或者锈蚀同时存在；

上述公式均是去除量纲取其数值计算，通过采集大量数据进行软件模拟得到最接近真实情况的一个公式，公式中的比例系数以及预设的阈值由本领域的技术人员根据实际情况设定或者通过大量数据模拟获取。

本发明的工作原理：通过数据采集模块采集内圈4的运转信息，该运转信息包含距离数据、偏心数据、受力数据、噪音数据和温度数据，将运转信息发送至数据处理模块；数据处理模块接收运转信息并进行处理操作，得到运转处理信息，将运转处理信息发送至数据分析模块；

数据处理模块接收运转信息并进行处理操作，得到运转处理信息，将运转处理信息发送至数据分析模块；

数据分析模块接收运转处理信息并进行计算，利用公式计算得到运偏值，利用公式计算得到运超值，对运偏值与运超值进行分析并分类组合，将最大的运偏值设为选中运偏值，计算选中运偏值与预设的运偏阈值之间的比值并标记为监测比值；对监测比值进行分析，得到第一运转信号、第二运转信号、选中偏心角度和选中最大间隙并分类组合，得到第一分析集，将最大的运超值设为选中运超值，将选中运超值与预设的运超阈值进行对比判断，得到第一运超信号和第二运超信号并组合，得到第二分析集；将第一分析集和第二分析集分类组合，得到运转分析信息，调控模块接收运转分析信息并对内圈4的运行进行调控和预警。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以及特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本发明的限制。此外，“第一”、“第二”仅由于描述目的，且不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。因此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者多个该特征。本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”“相连”“连接”等应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (8)

1.一种滚道偏心式回转支承，包括支撑底座(1)、外圈(2)、连接圈(3)和内圈(4)，其特征在于，所述连接圈(3)包含数据采集模块、数据处理模块、数据分析模块和调控模块；

数据处理模块接收内圈(4)的运转信息并进行处理操作，得到运转处理信息，将运转处理信息发送至数据分析模块；

数据分析模块接收运转处理信息并进行计算，得到运偏值和运超值；包括：

接收运转处理信息中标记的最大间隙C1、最小间隙C2、偏心角度C3、轴向力C4和径向力C5，将标记的数据进行归一化处理并取值，利用公式计算得到运偏值；

接收运转处理信息中标记的声音响度D1、声响频率D2、初始温度D3和监测温度D4，将标记的数据进行归一化处理并取值，利用公式计算得到运超值；

对运偏值与运超值进行分析并分类组合，得到运转分析信息，将运转分析信息发送至调控模块；

调控模块接收运转分析信息并对内圈(4)的运行进行调控和预警。

2.根据权利要求1所述的一种滚道偏心式回转支承，其特征在于，数据采集模块用于采集内圈(4)的运转信息，运转信息包含距离数据、偏心数据、受力数据、噪音数据和温度数据。

3.根据权利要求2所述的一种滚道偏心式回转支承，其特征在于，数据处理模块接收运转信息并进行处理操作，得到运转处理信息，具体的步骤包括：

将距离数据中内圈(4)与连接圈(3)之间的最大间隙标记为C1，将距离数据中内圈(4)与连接圈(3)之间的最小间隙标记为C2；将偏心数据中内圈(4)的偏心角度标记为C3；将受力数据中的轴向力标记为C5，将受力数据中的径向力标记为C6；将噪音数据中的声音响度标记为D1，将噪音数据中的声响频率标记为D2；将温度数据中的初始温度标记为D3，将温度数据中的监测温度标记为D4；将标记的最大间隙、最小间隙、偏心角度、轴向力和径向力以及声音响度、声响频率、初始温度和监测温度进行分类组合，得到运转处理信息。

4.根据权利要求3所述的一种滚道偏心式回转支承，其特征在于，利用公式

计算得到运偏值；其中，a1、a2、a3、a4和a5表示为不同的比例系数且均大于零。

5.根据权利要求4所述的一种滚道偏心式回转支承，其特征在于，利用公式

计算得到运超值；其中，b1、b2和b3表示为不同的比例系数且均大于零，e表示为常数。

6.根据权利要求5所述的一种滚道偏心式回转支承，其特征在于，将最大的运偏值设为选中运偏值，计算选中运偏值与预设的运偏阈值之间的比值并标记为监测比值；对监测比值进行分析，若监测比值小于k，则生成第一运转信号；若监测比值不小于k，则生成第二运转信号，获取第二运转信号对应的偏心角度和最大间隙并分别标记为选中偏心角度和选中最大间隙；其中，k表示为正整数；

将第一运转信号、第二运转信号、选中偏心角度和选中最大间隙分类组合，得到第一分析集。

7.根据权利要求6所述的一种滚道偏心式回转支承，其特征在于，将最大的运超值设为选中运超值，将选中运超值与预设的运超阈值进行对比判断，若选中运超值小于运超阈值，则生成第一运超信号；若选中运超值不小于运超阈值，则生成第二运超信号；将第一运超信号和第二运超信号组合，得到第二分析集；将第一分析集和第二分析集分类组合，得到运转分析信息。

8.根据权利要求7所述的一种滚道偏心式回转支承，其特征在于，调控模块进行调控和预警的具体步骤包括：

接收运转分析信息并进行分析，若运转分析信息中包含第二运转信号，根据第二运转信号对内圈(4)进行调整；若运转分析信息中包含第二运超信号，获取第二运超信号对应的选中运超值，计算选中运超值与运超阈值之间的比值并标记为预警比值，对预警比值进行分析并生成不同的提示。

Images