CN202946532U - 一种压电发电滚动轴承单元 - Google Patents
一种压电发电滚动轴承单元 Download PDFInfo
- Publication number
- CN202946532U CN202946532U CN 201220615198 CN201220615198U CN202946532U CN 202946532 U CN202946532 U CN 202946532U CN 201220615198 CN201220615198 CN 201220615198 CN 201220615198 U CN201220615198 U CN 201220615198U CN 202946532 U CN202946532 U CN 202946532U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- piezoelectric
- outer ring
- bearing
- piezoelectricity
- end plate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 title abstract description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims abstract description 16
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 9
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 2
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 3
- 238000004134 energy conservation Methods 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 1
- 230000003203 everyday effect Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000006855 networking Effects 0.000 description 1
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Rolling Contact Bearings (AREA)
Abstract
本实用新型公开了一种压电发电滚动轴承单元。本实用新型包括轴承外圈、轴承内圈、保持架和滚子;在轴承外圈装有压电外圈,在轴承的一个端面装有压电端板。滚动轴承工作时,压电外圈和压电端板会分别受到径向力和轴向力的作用,由于其压电效应,能够将其转换成电能,从而将无用的机械力回收利用;由于工厂所用的轴承数量众多,压电外圈和压电端板产生的电能累计起来可以给工厂提供一部分电能,从而起到节能的作用;采用压电陶瓷材料制成压电外圈和压电端板,使得发电装置结构简单,生产成本低,具有很强的可行性和工程意义。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种滚动轴承,尤其是涉及一种压电发电滚动轴承单元。
背景技术
在滚动轴承工作时,轴承要承受复合载荷作用(径向载荷、轴向载荷和倾翻力矩),这些载荷由滚动轴承承受。径向载荷、轴向载荷和倾翻力矩,对轴承的回转运动没有任何益处,而且导致轴承零件的疲劳点蚀和表面塑性变形。如果能够利用这些载荷来发电,则可以利用轴承上的载荷达到发电的目的。通过联网每套轴承上所发的电能,则可以产生可观的节能效果,对于重型机械尤其如此。
压电效应:某些电介质在沿一定方向上受到外力的作用而变形时,其内部会产生极化现象,同时在它的两个相对表面上出现正负相反的电荷。当外力去掉后,它又会恢复到不带电的状态,这种现象称为压电效应。当作用力的方向改变时,电荷的极性也随之改变。
基于上述背景,如果能够通过压电效应,将轴承所受的径向载荷、轴向载荷和倾翻力矩利用起来进行发电,无疑有重要的工程意义。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种压电发电滚动轴承单元,在轴承的外圈和端面分别装有压电外圈和压电端板,能将轴承承受的径向力和轴向力转换成电能,从而达到节能的目的。
本实用新型采用的技术方案是:
本实用新型包括轴承外圈、轴承内圈、保持架和滚子;在轴承外圈装有压电外圈,在轴承的一个端面装有压电端板。
所述压电外圈和压电端板材料为具有压电效应的压电陶瓷。
本实用新型具有的有益效果是:
1、滚动轴承工作时,压电外圈和压电端板会分别受到径向力和轴向力的作用,由于其压电效应,能够将其转换成电能,从而将无用的机械力回收利用。
2、由于工厂所用的轴承数量众多,压电外圈和压电端板产生的电能累计起来可以给工厂提供一部分电能,从而起到节能的作用。
3、采用压电陶瓷材料制成压电外圈和压电端板,使得发电装置结构简单,生产成本低,具有很强的可行性和工程意义。
附图说明
图1是压电发电滚动轴承单元示意图。
图2是压电发电滚动轴承单元剖面图。
图3是压电外圈径向受力示意图。
图4是压电端板轴向受力示意图。
图1、图2中: 1、轴承外圈,2、轴承内圈,3、保持架,4、滚子,5、压电外圈,6、压电端板。
具体实施方式
下面将结合附图和实施案例对本实用新型作进一步的说明。
如图1、图2所示,本实用新型包括轴承外圈1、轴承内圈2、保持架3和滚子4;在轴承外圈1装有压电外圈5,在轴承的一个端面装有压电端板6。
所述压电外圈5和压电端板6材料为具有压电效应的压电陶瓷。
所述的压电外圈5和压电端板6,可以将轴承承受的径向力和轴向力,利用其压电效应,可以产生电能。
如图3、图4所示,所述压电外圈和压电端板是由压电陶瓷材料制作而成。当轴承工作时,产生的轴向力 和径向力会分别作用在压电端板和压电外圈上,由于其具有的压电效应,会在材料表面产生电荷,通过外接电路可以产生输出电压,从而达到发电的目的。相关计算公式如下:
式中:d表示压电常数;F表示轴承力;Q表示产生的电荷量;表示压电材料等效电容;表示相对介电常数;表示真空介电常数;S表示作用面积;t表示压电材料厚度;W表示压电材料储存的电能;表示发电功率;表示发电时间;R表示压电外圈的外圈半径;r表示压电端板的内圈半径;B表示轴承宽度。
由上述计算结果可知,轴承所受的轴向力和径向力分别加载在压电端板和压电外圈上,由于其压电效应,将在表面产生电荷,通过外接电路可以产生输出电压,从而达到发电的目的。
上述具体实施方式用来解释说明本实用新型,而不是对本实用新型进行限制,在本实用新型的精神和权利要求的保护范围内,对本实用新型作出的任何修改和改变,都落入本实用新型的保护范围。
Claims (2)
1.一种压电发电滚动轴承单元,包括轴承外圈(1)、轴承内圈(2)、保持架(3)和滚子(4);其特征在于:在轴承外圈(1)装有压电外圈(5),在轴承的一个端面装有压电端板(6)。
2.根据权利要求1所述的一种压电发电滚动轴承单元,其特征在于:所述压电外圈(5)和压电端板(6)材料为具有压电效应的压电陶瓷。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN 201220615198 CN202946532U (zh) | 2012-11-20 | 2012-11-20 | 一种压电发电滚动轴承单元 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN 201220615198 CN202946532U (zh) | 2012-11-20 | 2012-11-20 | 一种压电发电滚动轴承单元 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN202946532U true CN202946532U (zh) | 2013-05-22 |
Family
ID=48422237
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN 201220615198 Expired - Fee Related CN202946532U (zh) | 2012-11-20 | 2012-11-20 | 一种压电发电滚动轴承单元 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN202946532U (zh) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102937137A (zh) * | 2012-11-20 | 2013-02-20 | 浙江大学 | 压电发电滚动轴承单元 |
CN108462405A (zh) * | 2018-03-26 | 2018-08-28 | 西南石油大学 | 一种利用纳米材料实现井下发电的方法及系统 |
WO2019134065A1 (zh) * | 2018-01-02 | 2019-07-11 | 舍弗勒技术股份两合公司 | 能够发电的轴承配件和能够发电的轴承 |
-
2012
- 2012-11-20 CN CN 201220615198 patent/CN202946532U/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102937137A (zh) * | 2012-11-20 | 2013-02-20 | 浙江大学 | 压电发电滚动轴承单元 |
CN102937137B (zh) * | 2012-11-20 | 2015-01-14 | 浙江大学 | 压电发电滚动轴承单元 |
WO2019134065A1 (zh) * | 2018-01-02 | 2019-07-11 | 舍弗勒技术股份两合公司 | 能够发电的轴承配件和能够发电的轴承 |
CN108462405A (zh) * | 2018-03-26 | 2018-08-28 | 西南石油大学 | 一种利用纳米材料实现井下发电的方法及系统 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Yang et al. | Rolling friction contact-separation mode hybrid triboelectric nanogenerator for mechanical energy harvesting and self-powered multifunctional sensors | |
Wang | Entropy theory of distributed energy for internet of things | |
He et al. | Recent progress of flexible/wearable self-charging power units based on triboelectric nanogenerators | |
Liu et al. | Magnetic switch structured triboelectric nanogenerator for continuous and regular harvesting of wind energy | |
Zhou et al. | Multilayered electret films based triboelectric nanogenerator | |
Suo et al. | Piezoelectric and triboelectric dual effects in mechanical-energy harvesting using BaTiO3/polydimethylsiloxane composite film | |
Guan et al. | Design and analysis of a piezoelectric energy harvester for rotational motion system | |
Wu et al. | Hybrid energy cell for simultaneously harvesting wind, solar, and chemical energies | |
Yang et al. | Integrated flywheel and spiral spring triboelectric nanogenerator for improving energy harvesting of intermittent excitations/triggering | |
Lu et al. | Swing‐structured triboelectric–electromagnetic hybridized nanogenerator for breeze wind energy harvesting | |
Wang et al. | High output nano-energy cell with piezoelectric nanogenerator and porous supercapacitor dual functions–A technique to provide sustaining power by harvesting intermittent mechanical energy from surroundings | |
Chung et al. | Capacitor‐integrated triboelectric nanogenerator based on metal–metal contact for current amplification | |
Wang et al. | Flexure hinges based triboelectric nanogenerator by 3D printing | |
CN202946532U (zh) | 一种压电发电滚动轴承单元 | |
Liu et al. | Triboelectric nanogenerator based on magnetically induced retractable spring steel tapes for efficient energy harvesting of large amplitude motion | |
Ma et al. | An integrated triboelectric–electromagnetic–piezoelectric hybrid energy harvester induced by a multifunction magnet for rotational motion | |
Rana et al. | Ultrahigh‐output triboelectric and electromagnetic hybrid generator for self‐powered smart electronics and biomedical applications | |
Ramya et al. | Energy harvesting in wireless sensor networks | |
CN104750274A (zh) | 一种自供电无线鼠标 | |
Azad | Triboelectric nanogenerator based on vertical contact separation mode for energy harvesting | |
CN102937137B (zh) | 压电发电滚动轴承单元 | |
Shen et al. | A piezo-triboelectric hybrid nanogenerator based on charge pumping strategy | |
CN202798524U (zh) | 一种小型风动压电发电机 | |
CN112963290A (zh) | 一种压电偏置式波浪能介电弹性体发电机 | |
Behera | Piezoelectric energy harvesting from vehicle wheels |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20130522 Termination date: 20141120 |
|
EXPY | Termination of patent right or utility model |