CN114814415A - 磁阻式滚动轴承发电检测系统和发电检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种磁阻式滚动轴承发电检测系统。应用该磁阻式滚动轴承发电检测系统的发电检测装置，包括架体、发电组件和检测设备，所述架体设有装配部，所述装配部适于与轴承的外圈或内圈相连；所述发电组件设于所述架体，所述发电组件包括线圈和磁性体，所述磁性体适于产生磁场，所述线圈适于在所述轴承相对所述架体转动时产生感应电流；所述检测设备与所述线圈电性相连。本发明实施例的磁阻式滚动轴承发电检测系统具有对轴承结构影响小、不影响轴承工作的优点。

Description

磁阻式滚动轴承发电检测系统和发电检测装置

技术领域

本发明涉及检测设备技术领域，具体地，涉及一种磁阻式滚动轴承发电检测系统和应用该磁阻式滚动轴承发电检测系统的发电检测装置。

背景技术

轴承是大型回转机械设备中必不可少的部件，对系统的高效运行、稳定性和可靠性起着关键作用，轴承发电检测系统可用于检测轴承的工作状况，相关技术中的轴承发电检测系统对轴承结构影响较大、容易影响轴承工作。

发明内容

本发明是基于发明人对以下事实和问题的发现和认识做出的：

相关技术中的电磁式轴承发电机通常将线圈或者磁性体置于轴承的转动部件中，需要对原有结构作出较大的改动，尤其是在高速旋转部件中，对装配部位的尺寸和精度都有很高的要求，并且易引入不平衡激励，影响轴承的正常工作。

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的实施例提出一种磁阻式滚动轴承发电检测系统，该磁阻式滚动轴承发电检测系统具有对轴承结构影响小、不影响轴承工作的优点。

本发明实施例还提出一种发电检测装置。

本发明实施例的磁阻式滚动轴承发电检测系统，包括架体，所述架体设有装配部，所述装配部适于与轴承的外圈或内圈相连；发电组件，所述发电组件设于所述架体，所述发电组件包括线圈和磁性体，所述磁性体适于产生磁场，所述线圈适于在所述轴承相对所述架体转动时产生感应电流；检测设备，所述检测设备与所述线圈电性相连。

本发明实施例的磁阻式滚动轴承发电检测系统具有对轴承结构影响小、不影响轴承工作的优点。

在一些实施例中，所述发电组件包括磁芯，所述磁芯与所述架体相连，所述线圈和所述磁性体与所述磁芯相连。

在一些实施例中，所述线圈套设在所述磁芯的外周，所述磁性体为环形，所述磁性体套设在所述磁芯的外周侧。

在一些实施例中，所述发电组件包括调节件，所述磁芯配合在所述调节件，部分所述磁芯延伸至所述调节件外侧并形成外延段，所述磁性体和所述线圈设于所述外延段，且所述磁性体位于所述调节件和所述线圈之间。

在一些实施例中，所述调节件相对于所述架体在沿所述磁芯的延伸方向上位置可调以使所述线圈和所述磁性体的位置可调。

在一些实施例中，所述架体包括固定部，所述装配部与所述固定部可拆卸地相连，所述发电组件设于所述固定部。

在一些实施例中，所述装配部为环形，所述装配部适于套设在所述轴承的外周侧并与所述轴承的外圈相连。

在一些实施例中，所述固定部设有避让孔，所述避让孔适于避让所述轴承或配合在所述轴承内的轴。

在一些实施例中，所述发电组件有多个，多个所述发电组件沿着所述架体的周向间隔排布，所述架体上设有多个穿孔，多个所述穿孔与多个所述发电组件一一对应并适于供所述发电组件的导线穿过。

本发明实施例的发电检测装置，包括轴承发电系统和待检测设备，所述待检测设备包括轴承，所述轴承发电系统可以为上述任一项实施例所述的磁阻式滚动轴承发电检测系统，所述轴承装配于所述装配部。

本发明实施例的发电检测装置具有对轴承结构影响小、不影响轴承工作的优点。

附图说明

图1是本发明实施例的发电检测装置的结构示意图。

图2是本发明实施例的磁阻式滚动轴承发电检测系统的发电组件在第一形态的示意图。

图3是本发明实施例的磁阻式滚动轴承发电检测系统的发电组件在第二形态的示意图。

图4是本发明实施例的磁阻式滚动轴承发电检测系统的发电组件的剖视示意图。

图5是本发明实施例的发电检测装置在350rpm转速下的电压信号图。

附图标记：

架体1；装配部11；装配槽111；固定部12；穿孔121；避让孔122；

发电组件2；线圈21；导线211；第一接线2111；第二接线2112；磁性体22；磁芯23；调节件24；

检测设备3；

轴承4；保持架41；滚动体42；内圈43；外圈44；

转轴5；第二段51；第一段52；第一端面53；端盖54。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面结合附图描述本发明实施例的磁阻式滚动轴承发电检测系统。

如图1至图5所示，本发明实施例的磁阻式滚动轴承发电检测系统包括架体1、发电组件2和检测设备3。

架体1设有装配部11，装配部11适于与轴承4的外圈44或内圈43相连。具体地，轴承4工作时，轴承4的外圈44和轴承4的内圈43中的一者绕轴承4的轴线转动，轴承4的外圈44和轴承4的内圈43中的另一者静止以固定轴承4，装配部11与轴承4的外圈44和内圈43中静止的一者装配连接。由此，当轴承4工作时，装配部11与轴承4静止的部分装配连接，从而支撑轴承4。

发电组件2设于架体1，发电组件2包括线圈21和磁性体22，磁性体22适于产生磁场，线圈21适于在轴承4相对架体1转动时产生感应电流。

具体地，轴承4为滚动轴承4，磁性体22为永磁体，线圈21适于沿着轴承4的轴向延伸至轴承4的保持架41，磁性体22位于轴承4的外周侧，且发电组件2与轴承4之间具有设定间隔，即发电组件2不破坏轴承4的结构，从而不破坏轴承4的动平衡，磁性体22在轴承4附近产生磁场，保持架41和线圈21都位于磁性体22产生的磁场中，从而当轴承4转动时线圈21中可以产生电流。

需要说明的是，保持架41为浪型保持架，保持架41相对于发电组件2具有第一形态和第二形态，在第一形态，轴承4的滚动体42和保持架41凸起部分位于穿过线圈21的磁路中，降低了该磁路中的磁阻，从而提高了线圈21的磁通量，在第二形态，轴承4的保持架41平缓部分位于穿过线圈21的磁路中，提高了该磁路中的磁阻，从而降低了线圈21的磁通量。

保持架41转动时在第一形态和第二形态之间切换，使线圈21中的磁通量周期性改变，从而使线圈21中产生感应电流。

检测设备3与线圈21电性相连。具体地，检测设备3为示波器，示波器适于将线圈21中的电流信号转化为数字信号便于分析不同转速下线圈21中的电流值。

本发明实施例的磁阻式滚动轴承发电检测系统通过磁性体22产生贯穿线圈21和保持架41的磁路，保持架41转动时，保持架41在磁路中的体积改变，磁路中磁阻随着磁路中保持架41体积的改变而变化，从而线圈21中的磁通量随着保持架41的转动而变化以产生电流，本发明实施例的磁阻式滚动轴承发电检测系统与轴承4的转动部分具有间隔，不与轴承4的转动部分相连。

由此，当轴承4转动时，本发明实施例的磁阻式滚动轴承发电检测系统不影响轴承4的动平衡，从而本发明实施例的磁阻式滚动轴承发电检测系统具有对轴承4结构影响小、不影响轴承4工作的优点。

在一些实施例中，发电组件2包括磁芯23，磁芯23与架体1相连，线圈21和磁性体22与磁芯23相连。具体地，磁芯23适于沿线圈21的轴向贯穿线圈21，磁芯23为不锈钢材质。

由此，一方面磁芯23为磁导体，磁芯23可以约束磁感线，提高线圈21中的磁场强度，另一方面磁性体22和线圈21通过磁芯23与架体1相连，磁芯23可以固定线圈21和磁性体22相对于架体1的位置。

在一些实施例中，线圈21套设在磁芯23的外周，磁性体22为环形，磁性体22套设在磁芯23的外周侧。具体地，线圈21与磁芯23同向延伸，部分磁芯23配合于线圈21中，磁性体22为圆环状永磁体，部分磁芯23配合于磁性体22中。

由此，磁性体22套设于磁芯23外周侧，增大了磁芯23中的磁通量，线圈21中的磁通量随之增加，从而在相同的变化率下增加了线圈21中磁通量的变化量，使线圈21中的电流随之增加，从而提高了电流信号的观测值，降低了本发明实施例的磁阻式滚动轴承发电检测系统误差，提高了本发明实施例的磁阻式滚动轴承发电检测系统的精度。

在一些实施例中，发电组件2包括调节件24，磁芯23配合在调节件24，部分磁芯23延伸至调节件24外侧并形成外延段，磁性体22和线圈21设于外延段，且磁性体22位于调节件24和线圈21之间。

具体地，调节件24与磁芯23同向延伸，调节件24内设有通孔，通孔沿着磁芯23的延伸放向贯穿调节件24，磁芯23固定配合于通孔中，调节件24为绝缘材质，调节件24、磁性体22和线圈21顺次布置于磁芯23。

由此，线圈21靠近轴承4，调节件24背离轴承4，线圈21靠近轴承4的保持架41，可以减少线圈21和保持架41之间的漏磁通，从而增加贯穿线圈21和保持架41的磁路的磁通，增加线圈21的磁通量和电流信号的电流值，降低本发明实施例的磁阻式滚动轴承发电检测系统误差，使本发明实施例的磁阻式滚动轴承发电检测系统具有较高的检测精度。

在一些实施例中，调节件24相对于架体1在沿磁芯23的延伸方向上位置可调以使线圈21和磁性体22的位置可调。

具体地，调节件24的外周侧设有外螺纹，架体1上设有螺纹孔，调节件24螺纹配合于螺纹孔中。

由此，通过旋转调节件24可以调整调节件24与架体1的相对位置，线圈21和磁性体22与调节件24的相对位置固定不可调，轴承4相对于架体1的位置不可调，通过调整调节件24与架体1的相对位置调整线圈21相对于轴承4的位置，从而使本发明实施例的磁阻式滚动轴承发电检测系统适配于不同型号的轴承4。

在一些实施例中，架体1包括固定部12，装配部11与固定部12可拆卸地相连，发电组件2设于固定部12。

具体地，装配部11与轴承4配合相连，固定部12位于轴承4轴向的一侧，发电组件2与固定部12相连。

由此，在安装本发明实施例的磁阻式滚动轴承发电检测系统时，装配部11与轴承4配合相连，发电组件2和固定部12相连，然后将装配部11与固定部12相连，从而降低了将轴承4安装于本发明实施例的磁阻式滚动轴承发电检测系统时的难度。

在一些实施例中，装配部11为环形，装配部11适于套设在轴承4的外周侧并与轴承4的外圈44相连。

具体地，装配部11中设有装配槽111，轴承4的外圈44的外周侧配合与装配槽111中，在该实施例中，轴承4的内圈43和保持架41相对于磁阻式滚动轴承发电检测系统转动，装配槽111包括多个凸出部，多个凸出部与轴承4的外圈44配合。

由此，通过多个凸出部与轴承4外圈44的外壁相连，减少了轴承4外圈44与装配部11接触位置的面积，从而减少了装配槽111的精加工面积，在提高装配部11与轴承4的配合精度的同时降低了装配槽111的加工成本。

在一些实施例中，固定部12设有避让孔122，避让孔122适于避让轴承4或配合在轴承4内的轴。

具体地，避让孔122为沿固定部12厚度方向延伸的通孔，避让孔122在轴承4轴向的投影与轴承4内孔在轴承4轴向的投影重合，在该实施例中，轴承4的内圈中配合有转轴5，转轴5可转动以驱动轴承4的内圈43和保持架41转动。

由此，当转轴5延伸至固定部12时，避让孔122避让转轴5，使本发明实施例的磁阻式滚动轴承发电检测系统适配于不同宽度系列的轴承4。

在一些实施例中，发电组件2有多个，多个发电组件2沿着架体1的周向间隔排布，架体1上设有多个穿孔121，多个穿孔121与多个发电组件2一一对应并适于供发电组件2的导线211穿过。

具体地，架体1的周向即为轴承4的周向，多个发电组件2沿着保持架41的延伸方向延伸，导线211包括第一接线2111和第二接线2112，第一接线2111和第二接线2112相互绝缘且贯穿穿孔121，多个发电组件2通过导线211串联连接。

由此，发电组件2有多个且多个发电组件2与检测设备3串联，提高了检测设备3检测到的电流的电压值，有利于降低本发明实施例的磁阻式滚动轴承发电检测系统误差，从而提高本发明实施例的磁阻式滚动轴承发电检测系统的精度

下面描述本发明实施例的发电检测装置。

本发明实施例的发电检测装置，包括轴承发电系统和待检测设备，待检测设备包括轴承4，轴承4发电系统可以为上述任一项实施例的磁阻式滚动轴承发电检测系统，轴承4装配于装配部11。

具体地，如图4所示，待检测设备包括转轴5，转轴5为阶梯轴，转轴5包括第一段和第二段52，第一段的直径与轴承4内圈43的内径相同，轴承4内圈43装配于第一段，第一段的长度与轴承4内圈43的轴向尺寸相同，第二段52的直径大于第一段，且第二段52与第一段之间设有第一端面53，第一端面53止抵于轴承4内圈43朝向第二段52的端面。

转轴5配合于轴承4的内圈43，转轴5包括端盖54，端盖54位于第一段背离第二端的一端，端盖54与第一段可拆卸地相连，端盖54具有第二端面，第二端面止抵于轴承4内圈43背离第二段52的端面。

由此，转轴5驱动轴承4转动，发电组件2在轴承4转动时产生感应电流，一方面检测轴承4在设定转速下的工作情况，另一方面本发明实施例的磁阻式滚动轴承发电检测系统不与轴承4的转动部分相连，具有对轴承4结构影响小、不影响轴承4工作的优点。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的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，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而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。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本发明中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管已经示出和描述了上述实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域普通技术人员对上述实施例进行的变化、修改、替换和变型均在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种磁阻式滚动轴承发电检测系统，其特征在于，包括：

架体，所述架体设有装配部，所述装配部适于与轴承的外圈或内圈相连；

发电组件，所述发电组件设于所述架体，所述发电组件包括线圈和磁性体，所述磁性体适于产生磁场，所述线圈适于在所述轴承相对所述架体转动时产生感应电流；

检测设备，所述检测设备与所述线圈电性相连。

2.根据权利要求1所述的磁阻式滚动轴承发电检测系统，其特征在于，所述发电组件包括磁芯，所述磁芯与所述架体相连，所述线圈和所述磁性体与所述磁芯相连。

3.根据权利要求2所述的磁阻式滚动轴承发电检测系统，其特征在于，所述线圈套设在所述磁芯的外周，所述磁性体为环形，所述磁性体套设在所述磁芯的外周侧。

4.根据权利要求2所述的磁阻式滚动轴承发电检测系统，其特征在于，所述发电组件包括调节件，所述磁芯配合在所述调节件，部分所述磁芯延伸至所述调节件外侧并形成外延段，所述磁性体和所述线圈设于所述外延段，且所述磁性体位于所述调节件和所述线圈之间。

5.根据权利要求4所述的磁阻式滚动轴承发电检测系统，其特征在于，所述调节件相对于所述架体在沿所述磁芯的延伸方向上位置可调以使所述线圈和所述磁性体的位置可调。

6.根据权利要求1所述的磁阻式滚动轴承发电检测系统，其特征在于，所述架体包括固定部，所述装配部与所述固定部可拆卸地相连，所述发电组件设于所述固定部。

7.根据权利要求6所述的磁阻式滚动轴承发电检测系统，其特征在于，所述装配部为环形，所述装配部适于套设在所述轴承的外周侧并与所述轴承的外圈相连。

8.根据权利要求6所述的磁阻式滚动轴承发电检测系统，其特征在于，所述固定部设有避让孔，所述避让孔适于避让所述轴承或配合在所述轴承内的轴。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的磁阻式滚动轴承发电检测系统，其特征在于，所述发电组件有多个，多个所述发电组件沿着所述架体的周向间隔排布，所述架体上设有多个穿孔，多个所述穿孔与多个所述发电组件一一对应并适于供所述发电组件的导线穿过。

10.一种发电检测装置，其特征在于，包括轴承发电系统和待检测设备，所述待检测设备包括轴承，所述轴承发电系统为根据权利要求1-9中任一项所述的磁阻式滚动轴承发电检测系统，所述轴承装配于所述装配部。

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