CN115265453B - 一种轴径向间隙检测寿命式回转支承 - Google Patents

一种轴径向间隙检测寿命式回转支承 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种轴径向间隙检测寿命式回转支承，包括支承本体，所述支承本体分为外圈与内圈，所述内圈与外圈通过钢球转动连接，在所述外圈非安装面的内孔处加工两个凹槽，在每个凹槽内均安装有径向间隙检测装置，在所述外圈外圆上还设置有一个方形通孔，在该方形通孔内安装有轴向间隙检测装置；本发明能够通过内置于回转支承内外圈之间的表盘齿轮、电子表盘以及表盘指针配合可以实时监控回转支承的轴向和径向间隙变化，通过软件计算可以显示出当前的回转支承受力情况，防止出现超负荷运转，并且预测回转支承的寿命，这样可以大大减少回转支承到达寿命期限的更换时间和财产损失。

Description

一种轴径向间隙检测寿命式回转支承
技术领域
本发明涉及回转支承技术领域，尤其涉及一种轴径向间隙检测寿命式回转支承。
背景技术
回转支承作为工程机械和建筑机械的重要基础元件，是一切两部分之间需作相对回转、又需要承受轴向力、径向力、倾覆力矩的机械所必需的重要传力元件。回转支承按其结构型式分为：单排球式，三排柱式，交叉滚柱式，双排八点接触球式。用在风力发电上的回转支承主要是双排八点接触球式回转支承，这种回转支承的设计承载角在45°处，由于轴向、径向间隙的存在，会造成钢球与滚道的实际接触角变大。而回转支承上一般承受的载荷可分为轴向力、倾覆力矩及径向力，实际接触角变大对承受轴向力是有利的变化，但对于径向力是不利的变化，并且在倾覆力矩的作用下及滚道使用过程中的磨损加大，最终导致钢球接触点移动到滚道边缘，迫使滚道压溃，造成滚道提前破坏。在这种情况下，需要开发出一种新型结构的回转支承，可以实时监测回转支承的轴径间隙变化，当间隙超出额定值之后应减少负载，这样大大降低了超负荷运转对滚道寿命的影响。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点而提出一种轴径向间隙检测寿命式回转支承，能够通过内置于回转支承内外圈之间的表盘齿轮、电子表盘以及表盘指针配合可以实时监控回转支承的轴向和径向间隙变化，通过软件计算可以显示出当前的回转支承受力情况，防止出现超负荷运转，并且预测回转支承的寿命，这样可以大大减少回转支承到达寿命期限的更换时间和财产损失。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种轴径向间隙检测寿命式回转支承，包括支承本体，所述支承本体分为外圈与内圈，所述内圈与外圈通过钢球转动连接，在所述外圈非安装面的内孔处加工两个凹槽，在每个凹槽内均安装有径向间隙检测装置，所述径向间隙检测装置包括固定支架一、齿条测量杆一、表盘齿轮一、电子表盘一、表盘指针一以及测量触头一，所述固定支架一通过螺栓穿过其底部的螺纹孔与凹槽底部的螺纹孔固定连接，所述电子表盘一、表盘齿轮一以及表盘指针一均通过同一转轴固定在固定支架一内，所述齿条测量杆一尾端的齿条与安装固定支架一内的表盘齿轮一啮合连接，所述齿条测量杆一前端设置有测量触头一，并且测量触头一与固定支架一之间的齿条测量杆一外侧套设有弹簧一，该弹簧一两端分别与测量触头一以及固定支架一相抵，在所述外圈外圆上设置有一个方形通孔，在该方形通孔内安装有轴向间隙检测装置。
本发明进一步限定技术方案：
优选地，所述轴向间隙检测装置位于径向间隙检测装置一侧或者正对面。
优选地，所述轴向间隙检测装置包括固定支架二、齿条测量杆二、表盘齿轮二、电子表盘二、表盘指针二、直线转换机构以及测量触头二，所述固定支架二安装在方形通孔内，并且通过螺栓与外圈固定，所述电子表盘二、表盘齿轮二以及表盘指针二均通过同一转轴固定在固定支架二内，所述齿条测量杆二尾端的齿条与安装固定支架二内的表盘齿轮二啮合连接，其前端与所述直线转换机构一侧连接，所述转换机构底部通过连接杆与所述测量触头连接，并且在该连接杆外侧套侧有弹簧二，该弹簧二两端分别与测量触头二以及转换机构相抵。
优选地，所述转换机构包括底座、上滑杆、下滑杆、上滑块、下滑块以及导向柱，在所述底座四个侧面均设置有侧板，在左右两个侧板之间设置有两个下滑杆，两个滑杆之间设置有下滑块，该下滑块通过两侧设置的滑槽与滑杆滑动连接，在前后两个侧板之间设置有上滑杆，并位于下滑杆上方，两个上滑杆之间设置有所述上滑块，该上滑块通过两侧设置的滑槽与上滑杆滑动连接，在所述上滑块底部设置有所述导向柱，该导向柱底部与下滑块上设置的斜向滑槽滑动连接，所述下滑块一侧设置有与齿条测量杆二连接的轴向连杆，所述上滑块一侧设置有与连接杆连接的径向连杆。
优选地，在所述弹簧一以及弹簧二外侧均设置有防尘伸缩套。
优选地，所述测量触头一和测量触头二结构相同，包括挡板、半圆头帽盖以及滚珠触头，所述半圆头帽盖内设置有所述滚珠触头，其前密封端设置有直径小于滚珠触头直径的开口槽，其尾部开口端内设置有所述挡板。
优选地，在所述方形通孔靠近内圈外圆处设置有方形金属块配合塞，该方形孔与方形金属块配合塞的配合为过盈配合，保证配合的紧密型，防止方形堵塞掉落。
优选地，所述滚珠触头的硬度为65HRC以上，防止测量触头的磨损导致测量误差，并且滚珠触头所接触内圈外圆面表面区域，其粗糙度到Ra1.6，提高检测精度。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
当回转支承旋转时，本发明径向间隙检测装置中两个齿条测量杆一前端外侧的弹簧会将测量触头抵在内圈上，回转支承受力时，内外圈径向会出现间隙差，弹簧会被压缩或者拉伸，通过齿条测量杆一尾部的齿条和表盘齿轮一的传动，会使表盘指针出现转动，在电子表盘上显示出实时的径向间隙值，由于将出厂的回转支承置于水平状态然后把电子表归零，当回转支承负载倾斜或者使用一段时间之后，内外圈径向间隙会产生变化，通过表盘齿轮、电子表盘以及表盘指针配合，同时通过无线信号传输出来的数据可以得知回转支承的实时径向间隙数值，通过两个测量触头的数据差值可以更精准的得到回转支承的间隙值；
当回转支承旋转时，本发明轴向间隙检测装连接杆外侧的弹簧会将测量触头抵内圈上，回转支承受力时，内外圈轴向会出现间隙差，弹簧会被压缩或者拉伸，通过直线转换机构将轴向运动转换为径向运动，通过齿条测量杆二后端的齿条和表盘齿轮二的传动，会使电子表盘指针出现转动，在电子表盘上显示出实时的轴向间隙值，同时由于将出厂的回转支承置于水平状态然后把电子表归零，当回转支承负载倾斜或者使用一段时间之后，内外圈轴向间隙会产生变化，通过表盘齿轮、电子表盘以及表盘指针配合，同时通过无线信号传输出来的数据可以得知回转支承的实时轴向间隙数值，如果水平状态下的回转支承轴向间隙值过大，传感器连接的外部系统会报警，在这种情况下应及时检查或者更换回转支承；
本发明通过软件分析轴向间隙和径向间隙检测装置的实时数据，可以得出回转支承的轴向力、倾覆力矩及径向力的数值，如果数值超出回转支承的设计许用值，软件会报警提示使用者减少负载，当回转支承在无负载的情况下间隙值已经超出的警戒值，建议更换回转支承以防出现机械损坏情况；
本发明使用了机械零部件，通过齿条和齿轮的机械配合精密性比之前纯粹靠位移传感器，在湿度，温度，粉尘等比较恶劣的情况下，机械传动比光学侦测更加精准，不易出错，径向双测量触头要求安装直线度小于0.05，保证间隙检测的精准性，测量触头采用滚珠式测量触头，用滚动摩擦来代替滑动摩擦来提高使用寿命；在弹簧外侧增加防尘伸缩套，可以更好的保证弹簧等部位不会进入灰尘。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明轴径向间隙测量装置的圆周分布示意图；
图3是是本发明径向间隙测量装置的结构示意图；
图4是是本发明轴向间隙测量装置的结构示意图；
图5是是本发明直线转换机构的结构示意图；
图6是是本发明测量触头一或测量触头一的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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。
参照图1-5，一种轴径向间隙检测寿命式回转支承，包括支承本体，支承本体分为外圈1与内圈2，内圈与外圈通过钢球3转动连接，在外圈非安装面的内孔处加工两个凹槽，在每个凹槽内均安装有径向间隙检测装置4，径向间隙检测装置包括固定支架一4-1、齿条测量杆一4-2、表盘齿轮一4-3、电子表盘一4-4、表盘指针一4-5以及测量触头一4-6，固定支架一4-1通过螺栓穿过其底部的螺纹孔与凹槽底部的螺纹孔固定连接，电子表盘一4-4、表盘齿轮一4-3以及表盘指针一4-5均通过同一转轴固定在固定支架一内，齿条测量杆一4-2尾端的齿条与安装固定支架一内的表盘齿轮一啮合连接，齿条测量杆一前端设置有测量触头一4-6，并且测量触头一与固定支架一之间的齿条测量杆一外侧套设有弹簧一4-7，该弹簧一两端分别与测量触头一以及固定支架一相抵；
在外圈外圆上设置有一个方形通孔，在该方形通孔内安装有轴向间隙检测装置5，轴向间隙检测装置位于径向间隙检测装置一侧或者正对面，轴向间隙检测装置包括固定支架二5-1、齿条测量杆二5-2、表盘齿轮二5-3、电子表盘二5-4、表盘指针二5-5、测量触头二5-6以及直线转换机构6，固定支架二5-1安装在方形通孔内，并且通过螺栓与外圈固定，电子表盘二5-4、表盘齿轮二5-3以及表盘指针二5-5均通过同一转轴固定在固定支架二内，齿条测量杆5-2二尾端的齿条与安装固定支架二内的表盘齿轮二啮合连接，测量触头二通过连接杆14与转换机构底部连接，转换机构包括底座6-1、上滑杆6-2、下滑杆6-3、上滑块6-4、下滑块6-5以及导向柱6-6，在底座四个侧面均设置有侧板6-7，在左右两个侧板之间设置有两个下滑杆6-3，两个下滑杆6-3之间设置有下滑块6-5，该下滑块通过两侧设置的滑槽与下滑杆滑动连接，在前后两个侧板之间设置有上滑杆6-2，并位于下滑杆上方，两个上滑杆之间设置有上滑块，该上滑块通过两侧设置的滑槽与上滑杆滑动连接，在上滑块底部设置有导向柱6-6，该导向柱底部与下滑块上设置的斜向滑槽滑6-8动连接，下滑块一侧设置有与齿条测量杆二连接的轴向连杆7，上滑块一侧设置有与连接杆连接的径向连杆8，并且在该连接杆外侧套侧有弹簧二5-7，该弹簧二两端分别与测量触头二以及底座6-1相抵；
在弹簧一以及弹簧二外侧均设置有防尘伸缩套9，测量触头一和测量触头二结构相同，包括挡板10、半圆头帽盖11以及滚珠触头12，半圆头帽盖内设置有滚珠触头，其前密封端设置有直径小于滚珠触头直径的开口槽，其尾部开口端内设置有挡板；
在方形通孔靠近内圈外圆处设置有方形金属块配合塞13，该方形孔与方形金属块配合塞的配合为过盈配合，保证配合的紧密型，防止方形堵塞掉落；
滚珠触头的硬度为65HRC以上，防止测量触头的磨损导致测量误差，并且滚珠触头所接触内圈外圆面表面区域，其粗糙度到Ra1.6，提高检测精度。
本实施例使用了机械零部件，通过齿条和齿轮的机械配合精密性比之前纯粹靠位移传感器，在湿度，温度，粉尘等比较恶劣的情况下，机械传动比光学侦测更加精准，不易出错，径向双测量触头要求安装直线度小于0.05，保证间隙检测的精准性，
当回转支承旋转时，本实施例径向间隙检测装置中两个齿条测量杆一前端外侧的弹簧会将测量触头抵在内圈上，回转支承受力时，内外圈径向会出现间隙差，弹簧会被压缩或者拉伸，通过齿条测量杆一尾部的齿条和表盘齿轮一的传动，会使表盘指针出现转动，在电子表盘上显示出实时的径向间隙值，由于将出厂的回转支承置于水平状态然后把电子表归零，当回转支承负载倾斜或者使用一段时间之后，内外圈径向间隙会产生变化，通过表盘齿轮、电子表盘以及表盘指针配合，同时通过无线信号传输出来的数据可以得知回转支承的实时径向间隙数值，通过两个测量触头的数据差值可以更精准的得到回转支承的间隙值；
当回转支承旋转时，本实施例轴向间隙检测装连接杆外侧的弹簧会将测量触头抵内圈上，回转支承受力时，内外圈轴向会出现间隙差，弹簧会被压缩或者拉伸，通过直线转换机构将轴向运动转换为径向运动，通过齿条测量杆二后端的齿条和表盘齿轮二的传动，会使电子表盘指针出现转动，在电子表盘上显示出实时的轴向间隙值，同时由于将出厂的回转支承置于水平状态然后把电子表归零，当回转支承负载倾斜或者使用一段时间之后，内外圈轴向间隙会产生变化，通过表盘齿轮、电子表盘以及表盘指针配合，同时通过无线信号传输出来的数据可以得知回转支承的实时轴向间隙数值，如果水平状态下的回转支承轴向间隙值过大，传感器连接的外部系统会报警，在这种情况下应及时检查或者更换回转支承；
本实施例通过软件分析轴向间隙和径向间隙检测装置的实时数据，可以得出回转支承的轴向力、倾覆力矩及径向力的数值，如果数值超出回转支承的设计许用值，软件会报警提示使用者减少负载，当回转支承在无负载的情况下间隙值已经超出的警戒值，建议更换回转支承以防出现机械损坏情况。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“同轴”、“底部”、“一端”、“顶部”、“中部”、“另一端”、“上”、“一侧”、“顶部”、“内”、“前部”、“中央”、“两端”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。
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，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种轴径向间隙检测寿命式回转支承，包括支承本体，其特征在于，所述支承本体分为外圈与内圈，所述内圈与外圈通过钢球转动连接，在所述外圈非安装面的内孔处加工两个凹槽，在每个凹槽内均安装有径向间隙检测装置，所述径向间隙检测装置包括固定支架一、齿条测量杆一、表盘齿轮一、电子表盘一、表盘指针一以及测量触头一，所述固定支架一通过螺栓穿过其底部的螺纹孔与凹槽底部的螺纹孔固定连接，所述电子表盘一、表盘齿轮一以及表盘指针一均通过同一转轴固定在固定支架一内，所述齿条测量杆一尾端的齿条与安装固定支架一内的表盘齿轮一啮合连接，所述齿条测量杆一前端设置有测量触头一，并且测量触头一与固定支架一之间的齿条测量杆一外侧套设有弹簧一，该弹簧一两端分别与测量触头一以及固定支架一相抵，在所述外圈外圆上设置有一个方形通孔，在该方形通孔内安装有轴向间隙检测装置；
所述轴向间隙检测装置包括固定支架二、齿条测量杆二、表盘齿轮二、电子表盘二、表盘指针二、直线转换机构以及测量触头二，所述固定支架二安装在方形通孔内，并且通过螺栓与外圈固定，所述电子表盘二、表盘齿轮二以及表盘指针二均通过同一转轴固定在固定支架二内，所述齿条测量杆二尾端的齿条与安装固定支架二内的表盘齿轮二啮合连接，其前端与所述直线转换机构一侧连接，所述转换机构底部通过连接杆与所述测量触头连接，并且在该连接杆外侧套侧有弹簧二，该弹簧二两端分别与测量触头二以及转换机构相抵；
所述转换机构包括底座、上滑杆、下滑杆、上滑块、下滑块以及导向柱，在所述底座四个侧面均设置有侧板，在左右两个侧板之间设置有两个下滑杆，两个滑杆之间设置有下滑块，该下滑块通过两侧设置的滑槽与滑杆滑动连接，在前后两个侧板之间设置有上滑杆，并位于下滑杆上方，两个上滑杆之间设置有所述上滑块，该上滑块通过两侧设置的滑槽与上滑杆滑动连接，在所述上滑块底部设置有所述导向柱，该导向柱底部与下滑块上设置的斜向滑槽滑动连接，所述下滑块一侧设置有与齿条测量杆二连接的轴向连杆，所述上滑块一侧设置有与连接杆连接的径向连杆。
2.根据权利要求1所述的一种轴径向间隙检测寿命式回转支承，其特征在于，所述轴向间隙检测装置位于径向间隙检测装置一侧或者正对面。
3.根据权利要求1所述的一种轴径向间隙检测寿命式回转支承，其特征在于，在所述弹簧一以及弹簧二外侧均设置有防尘伸缩套。
4.根据权利要求1所述的一种轴径向间隙检测寿命式回转支承，其特征在于，所述测量触头一和测量触头二结构相同，包括挡板、半圆头帽盖以及滚珠触头，所述半圆头帽盖内设置有所述滚珠触头，其前密封端设置有直径小于滚珠触头直径的开口槽，其尾部开口端内设置有所述挡板。
5.根据权利要求1所述的一种轴径向间隙检测寿命式回转支承，其特征在于，在所述方形通孔靠近内圈外圆处设置有方形金属块配合塞，该方形孔与方形金属块配合塞的配合为过盈配合。
6.根据权利要求4所述的一种轴径向间隙检测寿命式回转支承，其特征在于，所述滚珠触头的硬度为65HRC以上，并且滚珠触头所接触内圈外圆面表面区域，其粗糙度到Ra1.6。
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GR01 Patent grant
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