CN2543051Y

CN2543051Y - 轴承振动测量用传振杆

Info

Publication number: CN2543051Y
Application number: CN 02231720
Authority: CN
Inventors: 赵联春; 马纯青
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2002-04-21
Filing date: 2002-04-21
Publication date: 2003-04-02
Anticipated expiration: 2012-04-21

Abstract

本实用新型涉及一种在较宽的频率范围(50－10000Hz)基本不失真地进行轴承振动测量的滚动轴承振动加速度传感器。它主要是在所述传振杆的一端设有连接部，其上设置有由高弹性模量材料制成的且与被测轴承呈线或面接触的传振头；设于传振杆另一端内设有深沉孔。因此，具有下述特点：①传感器与被测轴承之间的接触刚度成倍提高，传感器安装谐振频率提高为原来的5~10倍；②传感器线性工作频率范围大大加宽，大幅度提高了轴承振动值的测量精确度；③传感器拾取的轴承振动信号的失真程度得以大幅度的降低或消除，可以用作轴承振动的分析研究。此外，还利于提高检测的稳定性。

Description

轴承振动测量用传振杆

技术领域

本实用新型涉及一种测量滚动轴承振动的仪器，尤其是涉及一种线性工作频率范围基本或完全覆盖有关标准规定(50～10000Hz)的轴承振动测量的滚动轴承振动加速度传感器。

背景技术

振动是轴承重要的技术和质量指标。轴承研究部门、轴承生产厂家、主机用户对轴承进行研究、质量评定时都要对轴承的振动进行检测。轴承振动信号的拾取，是检测过程中首要和最重要的环节。如果拾取的轴承振动信号失真，后继的转换、分析、显示等也必然是失真的、错误的。

测量轴承振动时，由于受客观条件的限制，压电加速度计无法按最理想的钢螺栓固联方式安装在被测轴承上，而是按附图1和附图2所示的探针式安装方式安装在被测轴承上，传感器传振杆2和被测轴承6的外圆柱表面之间以标准规定的1.0～10N的力相接触。振动测量时，轴承内圈被驱动心轴驱动以恒定转速旋转，外圈在纯轴向力的作用下保持静止，轴承振动通过传振杆输入压电加速度计5，转换成电信号后由电缆3输出。

按现有技术的传感器及其安装方式，传感器的安装谐振频率取决于传感器和轴承之间的接触谐振频率。因为：①传感器和轴承之间为点接触；②传振杆头部材料的弹性模量不高；③传振杆质量较大等，导致现有技术传感器和轴承之间的接触刚度不高，接触谐振频率低，只有2000～3000Hz，即传感器安装谐振频率只有2000～3000Hz。然而，轴承振动检测要求的频率范围为50～10000Hz，在这个频率范围内，要求传感器工作在线性状态，最大线性误差不超过5％。现有技术的传感器显然远远满足不了这一要求，其结果是：①传感器拾取的轴承振动信号存在严重失真，不能用作轴承振动的分析研究；②存在测值精确度问题，轴承振动测量值偏小。因此，现有技术传感器满足不了人们以研究轴承振动为目的或以评价轴承的产品质量为目的的对轴承振动的精确测量要求。

发明内容

本实用新型主要是解决现有轴承振动测量因传感器传振杆与被测轴承接触刚度低而存在的：传感器拾取的轴承振动信号失真，振动测量值误差较大，难以满足以研究轴承振动或以评价轴承的产品质量为目的的对轴承振动进行精确测量要求等技术问题。

本实用新型的上述技术问题主要是通过以改良传振杆的结构和材质为主的下述技术方案得以解决的：在所述传振杆的一端设有连接部，其上设置有由高弹性模量材料制成的且与被测轴承呈线或面接触的传振头；设于传振杆另一端内设有深沉孔。换言之，以提高传感器与被测轴承的接触刚度，减轻传感器系统运动零件的等效质量，进而提高传感器与轴承的接触谐振频率(即传感器的安装谐振频率)为目的对现有的轴承振动测量用加速度传感器进行改良。主要是对传感器中的传振杆结构和材质进行改进，其具体包括：①将传振杆头部顶端由点改为直线和平面，使传感器与被测轴承从点接触变成线和面接触；②将传振杆头部材料由弹性模量比较低的45钢、GCr15钢等改变为弹性模量比较高的硬质合金、陶瓷、金刚石等；③将传振杆杆身的直径减小，传振杆根部沉孔的深度增加，使质量减轻为现有技术的3/4～2/3。

作为优选，者说换言之，所述的改进的加速度传感器传振杆头部顶端的几何曲线分别为(沿传振杆的轴线方向从头部往根部观察)直线和平面。

作为优选，设于传振杆一端的连接部有一个圆柱形的腔室，内嵌有与之相配置的圆柱形传振头，传振头直径比杆身直径小，高度2～10mm，与杆身头部平齐或略高。

作为优选，所述的传振头的接触端部之宽度大于传振杆的直径，且通过紧定螺钉将两者固定于一体。这样，便于传振头的拆卸、安装。当顶端几何曲线为直线时头部为U形和V形。

作为优选，所述的传振头的接触端部的材质为硬质合金或陶瓷或金刚石，其形状为矩形平面，长×宽为(5～30)mm×(2～10)mm。

传振杆头部与杆身的连接方式除了紧定螺钉固定外，还可以为：过盈配合嵌入或焊接等方法。

作为优选，传振杆杆身的直径为6～10mm。

由于本实用新型1.将传振杆的头部顶端改为直线和平面，测量时保证传感器和被测轴承的外圆柱面为直线接触；2.传振杆头部的材料为高弹性模量材料硬质合金(钨钢)、陶瓷、金刚石等；3.传振杆杆身变细、根部沉孔加深，使传振杆质量得以减轻。其中第1、第2条使传感器和被测轴承的接触刚度得以成倍提高；第3条使传振杆的质量得以明显减轻。综合结果使传感器与被测轴承的接触谐振频率即传感器的安装谐振频率提高为现有技术的5～10倍。传感器安装谐振频率的大幅度提高意味着传感器线性工作频率范围的加宽，因此，同现有技术相比，应用本实用新型测量的轴承振动信号失真程度明显减少或不失真，极大地提高了轴承振动值的测量精确度。

由此可见，与现有的传感器相比，改进后的本实用新型传感器在使用时(测量轴承振动时)具有如下特点：①传感器与被测轴承之间的接触刚度成倍提高，传感器安装谐振频率提高为原来的5～10倍，即可达15000Hz～30000Hz，能够满足50～10000Hz频率范围的轴承振动检测要求；②传感器线性工作频率范围大大加宽，大幅度提高了轴承振动值的测量精确度；③传感器拾取的轴承振动信号的失真程度得以大幅度的降低或消除，可以用作轴承振动的分析研究。改进后的传感器还具有如下好的附带效果：①传感器安装谐振频率不再和轴承型号、尺寸有关，是稳定的；②传感器安装谐振频率对传感器和被测轴承之间的接触载荷变化的敏感度降低，即传感器安装谐振频率比较稳定。

附图说明

附图1现有的传感器的结构示意图；

附图2是附图1的A-A剖视图；

附图3是安装有本实用新型的一种传感器的整体结构示意图；

附图4是附图3的B-B剖视图；

附图5是本实用新型的一种放大的带局部剖视的结构示意图；

附图6是本实用新型的另一种放大的带局部剖视的结构示意图；

附图7是附图6俯视图。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。

实施例1：传振杆2系采用直径为8mm的钢材加工制成，其上端设置有槽体，另一端设置有深度达1/2长度的沉孔21；在传振杆2另一端的沉孔21上设置有钢螺栓26，并通过其与压电加速度计5钢性固联，压电加速度计5的另一端和弹簧4套联，然后，将它们放入传感器套筒内，组成不带传振杆头部的轴承振动加速度传感器(参见附图3和附图4)。然后，将由高弹性模量的钨钢制成的传振头8，其形状为外端较宽的扁平体放入传振杆的槽体内，并由设于槽体上的螺丝钉20将两者紧固成一体(参见附图6和附图7)，组成完整的轴承振动测量传感器。

本实用新型安装在传感器上后，以后的使用与调整、测量方法等可与现有技术传感器完全相同。

实施例2：在传振杆2的一端部设置一圆柱形的腔室(即低沉孔)，内嵌有与之相配置的圆柱形传振头8，它可采用钨钢或陶瓷或金刚石制成，传振头直径比杆身直径小，高度2～10mm，与杆身头部平齐或略高(参见附图5)。由于此种传振杆的安装和使用方法与现有技术一样，故不赘述。

Claims

1.一种轴承振动测量用传振杆，其一端接触被测轴承，另一端与加速度计相联接，其特征是在所述传振杆(2)的一端设有连接部，其上设置有由高弹性模量材料制成的且与被测轴承呈线或面接触的传振头(8)；设于传振杆(2)另一端内设有深沉孔(21)。

2.根据权利要求1所述的轴承振动测量用传振杆，其特征是在设于传振杆(2)一端的连接部呈槽形，其上嵌置固定有与之相配的传振头(8)；且所述的传振头(8)的接触端部呈U型或V型；所述的深沉孔(21)的深度为传振杆(2)全长的1/2～4/5。

3.根据权利要求1所述的轴承振动测量用传振杆，其特征是在设于传振杆(2)一端的连接部有一个圆柱形的腔室，内嵌有与之相配置的圆柱形传振头(8)，其接触端部为平面。

4.根据权利要求1或2所述的轴承振动测量用传振杆，其特征在于所述的传振头(8)的接触端部之宽度大于传振杆(2)的直径，且通过紧定螺钉(20)将两者固定于一体。

5.根据权利要求1或2所述的轴承振动测量用传振杆，其特征在于所述的传振头(8)的接触端部的材质为硬质合金或陶瓷或金刚石，其形状为矩形平面，长×宽为(5～30)mm×(2～10)mm。

6.根据权利要求4所述的轴承振动测量用传振杆，其特征在于所述的传振头(8)的接触端部的材质为硬质合金或陶瓷或金刚石，其形状为矩形平面，长×宽为(5～30)mm×(2～10)mm。

7.根据权利要求1或2所述的轴承振动测量用传振杆，其特征在于所述的传振杆(2)杆身的直径为6～10mm。

8.根据权利要求1或3所述的低弹性模量的轴承振动传振杆，其特征在于所述的传振杆(2)杆身的直径为6～10mm。

9.根据权利要求1或3所述的轴承振动测量用传振杆，其特征在于所述的内嵌的圆柱形传振头的材质为硬质合金或陶瓷或金刚石，直径比杆身直径小，高度2～10mm，与杆身头部平齐或略高。

10.根据权利要求5所述的低弹性模量的轴承振动传振杆，其特征在于所述的传振杆杆身的直径为6～10mm。