FI124566B - Arrangement for measuring the radial forces of the bearing - Google Patents

Arrangement for measuring the radial forces of the bearing Download PDF

Info

Publication number
FI124566B
FI124566B FI20106314A FI20106314A FI124566B FI 124566 B FI124566 B FI 124566B FI 20106314 A FI20106314 A FI 20106314A FI 20106314 A FI20106314 A FI 20106314A FI 124566 B FI124566 B FI 124566B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
bearing
sensor body
sensor
arrangement according
measuring
Prior art date
Application number
FI20106314A
Other languages
Finnish (fi)
Swedish (sv)
Other versions
FI20106314L (en
FI20106314A0 (en
FI20106314A (en
Inventor
ISMO KUIVAMäKI
Original Assignee
Konecranes Oyj
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Konecranes Oyj filed Critical Konecranes Oyj
Priority to FI20106314A priority Critical patent/FI124566B/en
Publication of FI20106314A0 publication Critical patent/FI20106314A0/en
Priority to PCT/FI2011/051097 priority patent/WO2012080570A1/en
Publication of FI20106314L publication Critical patent/FI20106314L/en
Publication of FI20106314A publication Critical patent/FI20106314A/en
Application granted granted Critical
Publication of FI124566B publication Critical patent/FI124566B/en

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C19/00Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
    • F16C19/52Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with devices affected by abnormal or undesired conditions
    • F16C19/522Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with devices affected by abnormal or undesired conditions related to load on the bearing, e.g. bearings with load sensors or means to protect the bearing against overload
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L1/00Measuring force or stress, in general
    • G01L1/20Measuring force or stress, in general by measuring variations in ohmic resistance of solid materials or of electrically-conductive fluids; by making use of electrokinetic cells, i.e. liquid-containing cells wherein an electrical potential is produced or varied upon the application of stress
    • G01L1/22Measuring force or stress, in general by measuring variations in ohmic resistance of solid materials or of electrically-conductive fluids; by making use of electrokinetic cells, i.e. liquid-containing cells wherein an electrical potential is produced or varied upon the application of stress using resistance strain gauges
    • G01L1/2206Special supports with preselected places to mount the resistance strain gauges; Mounting of supports
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L5/00Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
    • G01L5/0009Force sensors associated with a bearing
    • G01L5/0019Force sensors associated with a bearing by using strain gages, piezoelectric, piezo-resistive or other ohmic-resistance based sensors
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M13/00Testing of machine parts
    • G01M13/04Bearings
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2326/00Articles relating to transporting

Description

Sovitelma laakerin säteisvoimien mittaamiseksiArrangement for measuring the radial forces of the bearing

Keksinnön taustaBackground of the Invention

Keksintö koskee sovitelmaa laakerin säteisvoimien mittaamiseksi, joka sovitelma käsittää anturirungon, joka on asennettu laitteen laakeripesän 5 viereen, laakeripesässä olevan laakerin säteisvoimien vaikutussuunnan puolelle muodostettuun tilaan siten, että siihen laitetta käytettäessä kohdistuu laakerin säteisvoimia; säteisvoimien mittausanturin, joka on kiinnitetty anturirunkoon ja sijaitsee anturirungossa oleellisesti laakerin säteistason kautta kulkevassa tasossa tai lähellä tätä; ja välineet mittausanturin antamien mittaustulosten siir-10 tämiseksi anturirungon ulkopuolelle, jolloin laakerin ulkokehä on välittömässä kosketuksessa anturirunkoon.The invention relates to an arrangement for measuring the radial forces of a bearing, which comprises a sensor body mounted adjacent the bearing housing 5 of the device, in a space formed by the bearing forces of the bearing in the bearing housing such that it is subjected to bearing radial forces; a radial force transducer mounted on the sensor body and located in or close to a plane passing substantially through the radial plane of the bearing; and means for transferring the measurement results provided by the measuring sensor outside the sensor body, wherein the bearing periphery is in direct contact with the sensor body.

Kyseessä olevalla sovitelmalla on tarkoituksena mitata esimerkiksi ketjunostimessa esiintyviä vaihteiston ketjupyörän akselin laakeroinnin säteisvoimia. Erityisesti ketjunostimissa, joissa esiintyy ketjupyörän kulmikkuudesta 15 johtuvaa värähtelyä ja siten myös laakerivoimien dynamiikkaa, voidaan laake-rivoiman mittaustietoa käyttää säätämään nostomoottorin pyörimisnopeutta esimerkiksi taajuusmuuttajan avulla. Näin ollen koko nostimen dynamiikkaa voidaan merkittävästi pienentää ja sitä kautta nostimen käyttömukavuus ja turvallisuus paranee sekä elinikä pitenee.The arrangement in question is intended to measure, for example, the radial forces of the gearbox shaft bearing in the chain hoist. Particularly in chain hoists which exhibit oscillation due to the angle of the sprocket 15 and thus also the dynamics of the bearing forces, the bearing force measurement data can be used to control the speed of rotation of the hoisting motor, for example by means of a frequency converter. As a result, the overall dynamics of the hoist can be significantly reduced, thereby improving the comfort and safety of the hoist and extending its life.

20 Tämä sovitelma käy periaatteeltaan sellaisenaan myös muunlaisten vaihteiden yhteydessä käytettäväksi ja sitä voidaan käyttää myös laakerin kunnon valvontaan ja vaurioiden havaitsemiseen. Laakerin säteisvoiman mittaustietoa voidaan käyttää myös karkeaan nostettavan taakan punnitukseen.20 This arrangement, in principle, is also applicable to other types of gearboxes and can also be used to check the condition of the bearing and to detect damage. Bearing radial force measurement data can also be used for coarse load lifting.

Tunnettua tekniikkaa on sijoittaa venymäliuska-anturilla varustettu 25 putkimainen anturirunko vaihteiston rungon pyöreään poraukseen, joka on *3- £ muodostettu lähelle laakeripesää siten, että laakeripesän ja anturipesän väliin ™ jää ohut kannas, johon laakerin ulkorengas koskettaa lyhyeltä matkalta. Tällai- co 9 sen konstruktion haittana on se, että anturirunkoa varten olevan porauksen pi- ° tää olla tiukka, jotta esimerkiksi tietyissä rakenteissa vaihteistoöljy ei valu antu- | 30 rin ja porauksen välistä. Tällaisesta anturirungon ja vaihteiston rungon porauk- sen välisestä tiukasta sovitteesta on seurauksena anturirungon asennuksen cö vaikeus. Asennus vaatii suurehkon voiman, joka voi vaurioittaa anturirunkoa ja ° anturia. Lisäksi anturiin syntyy vaikeasti ennakoitava esijännitys, jonka vaiku- o ^ tus pitää siksi poistaa kalibroimalla jokainen anturi erikseen asennuksen jäl- 35 keen. Jos sovite olisi väljä eli liukusovite, anturi ei havaitsisi pieniä kuormia lainkaan. Tiukan sovitteen haittana on myös se, että laakerin, laakeripesän ja 2 anturirungon materiaalien kulloinkin erilainen lämpölaajeneminen voi aiheuttaa mittaustulokseen epälineaarisuutta, jota on vaikea kompensoida.It is well known in the art to position a 25 tubular sensor body with a strain gauge sensor in a circular bore of the gearbox body, which is formed close to the bearing housing so that a thin base is left between the bearing housing and the sensor housing for short contact with the bearing outer ring. Such a design has the disadvantage of its construction that the bore for the sensor body must be tight so that, for example, in certain structures, the gear oil does not drain. 30 r and drilling. Such a tight fit between the bore of the sensor body and the gearbox body results in difficulty of mounting the sensor body c0. The installation requires a higher force that can damage the sensor body and ° sensor. In addition, the sensor generates a difficult-to-predict bias, which must therefore be eliminated by calibrating each sensor separately after installation. If the adapter was loose, that is, a slider, the sensor would not detect any small loads at all. Another disadvantage of the tight fit is that the different thermal expansion of the materials of the bearing, bearing housing and sensor housing 2 can cause non-linearity in the measurement result, which is difficult to compensate.

Edellä kuvattua tunnettua tekniikkaa edustaa muun muassa julkaisu WO 2006/018276 A1.The prior art described above is represented, inter alia, by WO 2006/018276 A1.

5 Keksinnön yhteenveto5 Summary of the Invention

Keksinnön tavoitteena on aikaansaada uusi laakerin säteisvoimien mittaussovitelma siten, että yllä mainitut ongelmat saadaan ratkaistua. Tähän päämäärään päästään keksinnön mukaisella sovitelmalla, jolle on tunnusomaista, että laakeripesää varten oleva poraus ja anturirunkoa varten olevan 10 tilan poraus leikkaavat toisiaan, jolloin anturirunkoon on muodostettu laakerin ulkokehää vasten tulevalla kohdalle laakerin ulkokehän muotoa vastaava syvennys mainittujen porausten leikkausalueelle.It is an object of the invention to provide a new arrangement for measuring the radial forces of the bearing so that the above problems can be solved. This object is achieved by an arrangement according to the invention, characterized in that the bore for the bearing housing and the bore for the sensor housing 10 intersect, whereby the sensor body is provided with a recess corresponding to the shape of the outer periphery of the bearing.

Jättämällä yksinkertaisesti aiempi anturirunkoa varten olevan porauksen ja laakeripesän välinen kannas pois, voidaan poistaa kaikki edellä kuva-15 tut ongelmat poistaa.By simply omitting the previous socket between the bore for the sensor body and the bearing housing, all the problems described above can be eliminated.

Mittaustarkkuus ja -tehokkuus on aikaisempaa parempi, kun laakerin ulkopinnan ja anturirungon välistä kosketuspinta-alaa on lisätty, jolloin pienetkin säteisvoimat tai niiden muutokset saadaan helposti esille.Measurement accuracy and efficiency are improved by increasing the contact area between the outer surface of the bearing and the sensor body, so that even small radial forces or changes thereof can be easily detected.

Erityisen edullista on myös, että anturirunkoa on heikennetty mit-20 tausanturin lähellä olevalla alueella mitattavan muodonmuutoksen varmistamiseksi anturirungon tälle alueelle. Tämä heikennys voidaan toteuttaa lukuisilla eri tavoilla, kuten myöhemmästä keksinnön selityksestä käy esille.It is also particularly advantageous that the sensor body is weakened in the region adjacent to the mit-20 sensor to ensure a measurable deformation in this region of the sensor body. This attenuation can be accomplished in a number of different ways, as will be apparent from the subsequent description of the invention.

Muita keksinnön edullisia yksityiskohtia on esitetty patenttivaatimuksissa ja keksinnön selityksessä.Further advantageous details of the invention are set forth in the claims and in the specification.

^ 25 Kuvioluettelo δ ™ Keksintöä selostetaan nyt lähemmin edullisten suoritusmuotojen o avulla viitaten oheisiin piirustuksiin, joissa ° kuvio 1 esittää erästä keksinnön mukaista anturisovitelmaa nosturin g vaihteiston rungon yhteydessä yksinkertaistettuna pitkittäisleikkauskuvana;BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS δ ™ The invention will now be described in greater detail by means of preferred embodiments o with reference to the accompanying drawings, in which: Fig. 1 illustrates a transducer g of the invention in a simplified longitudinal section;

CLCL

30 kuvio 2 esittää kuvion 1 anturisovitelmaa vaihteiston rungon sisä- puolelta päin laakerin akselin suunnassa katsottuna;Figure 2 shows the sensor assembly of Figure 1 as viewed from the inside of the gearbox body in the direction of the bearing axis;

CDCD

o kuvio 3 esittää esittää kuvioissa 1 näkyvää anturisovitelmaa erik- ° seen eritettynä ja vastaavanlaisena leikkauksena kuin kuviossa 1; kuvio 4 esittää kuviossa 3 näkymää päädystä, joka jää vaihteiston 35 rungon sisäpuolelle, ilman kuviossa 3 näkyvää tiivistettä; 3 kuvio 5 ja 6 esittävät kuvioiden 3 ja 4 kaltaisia esityksiä eräästä vaihtoehtoisesta keksinnön mukaisen anturisovitelman toteutuksesta; kuvio 7 ja 8 esittävät niin ikään kuvioiden 3 ja 4 kaltaisia esityksiä eräästä toisesta vaihtoehtoisesta keksinnön mukaisen anturisovitelman toteu-5 tuksesta; kuvio 9 esittää vielä erästä toista keksinnön mukaisen anturisovitelman toteutusta pitkittäisleikkauksena.Fig. 3 is a view showing the sensor assembly shown in Figs. 1 in a differently separated and similar section as in Fig. 1; Figure 4 shows a view in Figure 3 of an end remaining inside the gearbox body without the seal shown in Figure 3; Figures 5 and 6 are representations similar to Figures 3 and 4 of an alternative embodiment of a sensor arrangement according to the invention; Figures 7 and 8 also show representations similar to Figures 3 and 4 in another alternative embodiment of the sensor arrangement according to the invention; Fig. 9 shows another embodiment of the sensor assembly according to the invention in longitudinal section.

Keksinnön yksityiskohtainen selostusDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Viitaten kuvioihin 1 ja 2 niissä nähdään osa vaihteiston rungosta 1, 10 jossa on laakeripesä 2 ja tähän sijoitettu laakeri 3. Laakeriin 3 tukeutuvaa vaihteiston akselia ei esitetty, koska itse vaihteiston rakenne ei keksinnön kannalta ole oleellinen.Referring to Figures 1 and 2, they show part of a gearbox body 1, 10 having a bearing housing 2 and a bearing 3 disposed therein, since the gearbox shaft supported on the bearing 3 is not shown, since the gearbox structure itself is not essential to the invention.

Laakerin 3 säteisvoimien F vaikutussuunnan puolelle eli tässä tapauksessa laakerin 3 yläpuolelle runkoon 1 on järjestetty tila 4, johon on sovitettu 15 anturirunko 5. Tila 4 on muodostettu siten, että vaihteistoa käytettäessä anturi-runkoon 5 kohdistuu laakerin 3 säteisvoimia F. Viitemerkintä G osoittaa rungon 1 ja anturirungon 5 vastakkaissuuntaisia reaktiovoimia. Anturirunkoon 5 on kiinnitetty säteisvoimien mittausanturi 6, joka sijaitsee anturirungossa 5 oleellisesti laakerin 3 säteistason kautta kulkevassa tasossa eli suoraan säteisvoimi-20 en F vaikutussuunnassa. Mittausanturiin 6 on puolestaan kiinnitetty johdinkaa-peli 7, joka kulkee anturirungon 5 läpi vaihteiston ulkopuolelle ja välittää mittausanturin 6 antamia tuloksia eteenpäin jatkokäsittelyä varten.In the direction of action of the radial forces F of the bearing 3, i.e. in this case above the bearing 3, a space 4 is arranged on the body 1 with a 15 sensor body 5. The space 4 is formed so that the sensor body 5 is exposed to the radial forces F of the bearing 3. and opposite reaction forces of the sensor body 5. Attached to the transducer body 5 is a radial force measuring transducer 6 located in the transducer body 5 substantially in a plane passing through the radial plane of the bearing 3, i.e. directly in the direction of action of the radial forces 20. In turn, a measuring cable 6 is attached to the measuring sensor 6, which passes through the sensor body 5 outside the gearbox and forwards the results provided by the measuring sensor 6 for further processing.

Mittausanturi 6 on tyypillisesti venymäliuska-anturi, joka tässä tapauksessa ottaa vastaa puristusvoimia (ks. erityisesti kuvio 4). Myös muut puris-25 tus- tai vetovoimia mittaavat riittävän herkät anturit voivat tulla kyseeseen.The measuring transducer 6 is typically a strain gauge transducer, which in this case receives a response to the compressive forces (see in particular Fig. 4). Other sufficiently sensitive sensors for measuring compression or tensile forces may also be considered.

*3- £ Myös leikkausvoima-anturi on mahdollinen, kun esimerkiksi muodonmuutok- ™ sen kokeva anturin rungon osa on muotoiltu niin, että siihen syntyy leikkaus- co 9 jännitys. Kuvioissa 1 - 4 esiintyvä anturi on sijoitettu anturirungon 5 päähän ° muodostettuun syvennykseen 8.* 3- £ A shear force sensor is also possible when, for example, a part of the sensor body that undergoes deformation is shaped such that a shear co 9 is applied to it. The sensor shown in Figures 1-4 is disposed in a recess 8 formed at the end of the sensor body 5.

| 30 Anturirunko 5 on pääasiallisesti pyörähdyskappaleen muotoinen ja sitä varten oleva tila 4 on siten sylinterimäinen poraus, jonka halkaisija mää- cö räytyy anturirungon 5 halkaisijan mukaan ja jonka keskiakseli Aja siten myös ° anturirungon 5 keskiakseli on laakerin 3 keskiakselin B suuntainen, o ^ Oleellista tässä rakenteessa on se, että laakerin 3 ulkokehä 9 on vä- 35 littömässä kosketuksessa anturirunkoon 5. Tässä esimerkissä tämän toteuttamiseksi laakeripesää 2 varten oleva poraus ja anturirunkoa 5 varten olevan ti- 4| The sensor body 5 is substantially in the form of a rotary piece and the space 4 therefor is thus a cylindrical bore having a diameter corresponding to the diameter of the sensor body 5 and having a central axis so that the central axis of the sensor body 5 is parallel to the is that the outer circumference 9 of the bearing 3 is in direct contact with the sensor body 5. In this example, for this purpose, the bore for the bearing housing 2 and the bore for the sensor body 5 are

Ian 4 poraus leikkaavat toisiaan, jolloin anturirunkoon 5 on muodostettu laakerin 3 ulkokehää 9 vasten tulevalla kohdalle laakerin 3 ulkokehän 9 muotoa vastaava syvennys 10 mainittujen porausten leikkausalueelle.The bore of the bore 4 intersects with each other, whereby a recess 10 corresponding to the shape of the outer periphery 9 of the bearing 3 is formed in the sensor body 5 at a position opposite the outer circumference 9 of the bearing 3 in the cutting area of said bores.

Edullisesti anturirungon 5 materiaali on samaa kuin sitä ympäröivän 5 rungon 1 materiaali ainakin anturirungon 5 ympärillä tai materiaalin materiaaliominaisuudet ovat oleellisesti samat kuin sitä ympäröivän rungon 1 materiaali ainakin anturirungon 5 ympärillä. Edullisesti anturirungon 5 materiaalin lämpö-laajenemiskerroin on korkeintaan sama kuin sitä ympäröivällä rungon 1 materiaalilla.Preferably, the material of the sensor body 5 is the same as the material of the surrounding body 5 at least around the sensor body 5 or the material properties of the material are substantially the same as the material of the surrounding body 1 at least around the sensor body 5. Preferably, the coefficient of thermal expansion of the material of the sensor body 5 is at most equal to that of the surrounding body material 1.

10 Jotta anturirungon 5 laakerivoimia vastaanottava ja mittaava kohta voisi kokea riittävän muodonmuutoksen ilman että anturirungon 5 muu alue vastustaisi liikaa tätä muodonmuutosta, on anturirunkoa 5 heikennetty mittaus-anturin 6 lähellä olevalla alueella. Tämä heikennys on toteutettu anturirungon 5 sisään tehdyllä kololla tai porauksella 11 ja anturirungon 5 ulkokehän ohen-15 nuksella 12. Anturirungon 5 sitä osaa 13, joka tulee kosketuksiin laakerin 3 ulkokehän 9 kanssa, on lisäksi kevennetty sen molemmilta sivuilta (ks. kuvio 4), siten että tähän osaan 13 muodostuu suorat sivuseinämät 14.10 so that the bearing receiving and measuring point of the sensor body 5 can experience sufficient deformation without too much resistance to the deformation of the other area of the sensor body 5, the sensor body 5 is weakened in the area near the measuring sensor 6. This weakening is effected by a recess or bore 11 in the sensor body 5 and a throat 15 in the outer periphery of the sensor body 5. The part 13 of the sensor body 5 that comes into contact with the outer periphery 9 of the bearing 3 is further lightened on both sides (see FIG. such that this side 13 forms straight side walls 14.

Anturirungon 5 päässä, joka tulee rungon 1 seinämää 15 vasten tilassa 4, on joustava tiiviste 16, joka puristuu seinämää 15 vasten ja tuottaa 20 näin tiivistyksen, joka suojaa anturia 6 vaihteistossa käytettävältä voiteluaineelta. Anturirungon 5 vastakkaisella puolella on toinen tiiviste 17, joka anturirungon 5 kiinnityslaipan 18 avulla puristuu rungon 1 tilan 4 ulkoreunaa vasten estäen voiteluaineen valumisen tilan 4 anturirungon 5 välisestä raosta.At the end of the sensor body 5, which faces the wall 15 of the body 1 in space 4, there is a resilient seal 16 which is pressed against the wall 15, thereby providing a seal which protects the sensor 6 from the lubricant used in the gearbox. On the opposite side of the sensor body 5 there is a second seal 17 which is pressed against the outer edge of the space 4 of the body 1 by means of the mounting flange 18 of the sensor body 5 preventing the lubricant from leaking from the gap between the sensor body 5.

Anturirunko 5 antureineen 6 asennetaan joko ensin vaihteiston run-25 koon 1 tai vasta kun vaihteisto on muuten koottu valmiiksi. Anturirungon 5 ja sille tarkoitetun tilan 4 toleranssit valitaan siten, että asennus voi tapahtua il-o man suuria asennusvoimia. Käytännössä valitaan liukusovite, joka saa jättääThe transducer body 5 with the transducer 6 is mounted either first in the gearbox run-25 size 1 or when the gearbox is otherwise assembled. The tolerances of the sensor body 5 and the space 4 intended for it are chosen so that the installation can be carried out without high installation forces. In practice, a slider that is allowed to be left is selected

CvJCVJ

^ pienen välyksen anturirungon 5 ja tilan 4 välille. Tämä välys takaa sen, että an- ^ turirunkoon 4 ei synny esijännityksiä. Toisaalta tämä välys voi aiheuttaa pienen 30 laakerin ja sen alla olevan akselin pään siirtymän ja sitä kautta kosketusvir-| heen akselilla olevan hammaspyörän välille. Tämä virhe on kuitenkin niin pieni, ^ että se voidaan sallia. Kyseessä oleva välys myös kompensoi konstruktiossa g (runko 1, laakeri 3, anturirungon 5 materiaali) käytettävien materiaalien mah-a slight clearance between the sensor body 5 and the space 4. This clearance ensures that no prestress is generated on the sensor body 4. On the other hand, this clearance can cause a slight displacement of the bearing end 30 and the shaft below it, and thereby the contact current | between the pinion on the shaft. However, this error is so small ^ that it can be tolerated. The clearance in question also compensates for the potential of the materials used in construction g (body 1, bearing 3, material of sensor body 5)

OO

£ dollisesti erilaisista lämpölaajenemiskertoimista johtuvat mittamuutokset, jotka 00 35 voisivat aiheuttaa ei-toivotun esijännityksen anturirunkoon 5 ja sitä kautta vir heellisen voiman mittaustuloksen. Laakerina on edullista käyttää laakeria, jos- 5 sa on paksu ulkokehä. Tämä on tarkoituksenmukaista siksi, että myös anturin ohittavat vierintäelimet aiheuttavat voiman anturiin ja siten ylimääräisiä vaikeasti pois suodatettavia piikkejä anturista saatavaan signaaliin.Dimensional changes due to different thermal expansion coefficients which could result in undesirable biasing of the sensor body 5 and hence an incorrect force measurement result. It is preferable to use a bearing having a thick outer ring as a bearing. This is appropriate because the scrolling elements passing by the sensor also exert a force on the sensor and thus add extra hard-to-filter peaks to the signal from the sensor.

Kuvioissa 5 ja 6 esitetty anturirunko 50 poikkeaa kuvioissa 1 - 4 5 nähtävästä anturirungosta 5 ainoastaan siinä, miten anturirunkoa 50 on heikennetty mittausanturin 6 lähellä olevalla alueella. Tämä heikennys on toteutettu anturirunkoon 50 sen alapuolelta tehdyllä materiaalin poistolla tai syvennyksellä 110, joka ulottuu huomattavalle osalle anturirungon 50 poikkileikkausta, ohi sen keskilinjan. Anturirungon 50 sitä osaa 130, joka tulee kosketuksiin laa-10 kerin 3 ulkokehän 9 kanssa, on lisäksi kevennetty sen molemmilta sivuilta (ks. kuvio 4), siten että tähän osaan 130 muodostuu sivusyvennykset 140. Näitä si-vusyvennyksiä voidaan käyttää myös johdinkaapelin 7 säikeiden ohjauksessa.The sensor body 50 shown in Figures 5 and 6 differs from the sensor body 5 shown in Figures 1-4 5 only in that the sensor body 50 is attenuated in the region near the measuring sensor 6. This weakening is effected by means of material removal or recess 110 made to the sensor body 50 below it, which extends over a substantial portion of the sensor body 50, past its center line. The part 130 of the sensor body 50 which comes into contact with the outer periphery 9 of the wafer 10 is further lightened on both sides thereof (see Fig. 4) such that side recesses 140 are formed in this part 130. These side recesses may also be used under the guidance of.

Kuvioissa 7 ja 8 nähdään anturirunko 150, joka on kaksiosainen käsittäen päärungon 151 ja kontaktiosan 152, joka tulee kosketuksiin laakerin 3 15 ulkokehän 9 kanssa ja on kiinnitetty päärunkoon 151 aksiaalisuuntaisilla pulteilla 153. Tämä mahdollistaa anturin 6 sijoittamisen myös osien 151 ja 152 väliin, vaikka anturi 6 onkin nyt esitetty sijoitettuna kontaktiosan 152 uloimpana olevaan päähän.Figures 7 and 8 show a sensor body 150 which is two-piece comprising a main body 151 and a contact part 152 that contacts the outer periphery 9 of the bearing 3 15 and is secured to the main body 151 by axial bolts 153. This also allows the sensor 6 to be positioned 6 is now shown positioned at the outermost end of the contact portion 152.

Kuviosta 9 nähdään vielä mahdollinen yksinkertainen anturirungon 20 250 toteutus.Figure 9 further illustrates a possible simple implementation of the sensor body 20,250.

Edellä oleva keksinnön selitys on tarkoitettu ainoastaan havainnollistamaan keksinnön mukaista perusajatusta. Alan ammattilainen voi siten muunnella sen yksityiskohtia oheisten patenttivaatimusten puitteissa. Lisäksi on huomattava, että laakeripesässä olevan laakerin säteisvoimat voivat vaikut-25 taa muuhunkin suuntaan kuin laakerin yläpuolelle, esimerkiksi vaikkapa sivulle, riippuen aina siitä, mihin suuntaan laakeroidun akselin toisessa päässä oleva 5 kuormitus vaikuttaa. Keksinnön mukaista ratkaisua saattaa olla myös mahdol-The above description of the invention is intended only to illustrate the basic idea of the invention. Thus, one of ordinary skill in the art can modify its details within the scope of the appended claims. Furthermore, it should be noted that the radial forces of the bearing in the bearing housing may affect in other directions than above the bearing, for example, sideways, always depending on the direction in which the load at the other end of the bearing shaft acts. The solution according to the invention may also be possible.

C\JC \ J

^ lista soveltaa muihinkin kohteisiin, joissa tarvitaan haluttujen puristus-, veto- tai ° leikkausvoimien tai niitä vastaavien rasitusten mittaamista ja valvomista.The list also applies to other applications where the desired compression, tensile or shear forces or corresponding stresses are measured and monitored.

o 30o 30

XX

cccc

CLCL

c/o

CDCD

OO

δ C\lδ C \ l

Claims (9)

1. Sovitelma laakerin säteisvoimien mittaamiseksi, joka sovitelma käsittää anturirungon (5; 50; 150; 250), joka on asennettu laitteen laakeripe-5 sän (2) viereen, laakeripesässä olevan laakerin (3) säteisvoimien (F) vaikutus-suunnan puolelle muodostettuun tilaan (4) siten, että siihen laitetta käytettäessä kohdistuu laakerin säteisvoimia, säteisvoimien mittausanturin (6), joka on kiinnitetty anturirunkoon (5; 50; 150; 250) ja sijaitsee anturirungossa oleellisesti laakerin (3) säteistason 10 kautta kulkevassa tasossa tai lähellä tätä, ja välineet (7) mittausanturin (6) antamien mittaustulosten siirtämiseksi anturirungon (5; 50; 150; 250) ulkopuolelle, jolloin laakerin (3) ulkokehä (9) on välittömässä kosketuksessa anturirunkoon, 15 tunnettu siitä, että laakeripesää (2) varten oleva poraus ja antu- rirunkoa (5; 50; 150; 250) varten olevan tilan (4) poraus leikkaavat toisiaan, jolloin anturirunkoon on muodostettu laakerin ulkokehää (9) vasten tulevalla kohdalle laakerin ulkokehän muotoa vastaava syvennys (10) mainittujen porausten leikkausalueelle.An arrangement for measuring the radial forces of a bearing, which comprises a sensor body (5; 50; 150; 250) mounted adjacent the bearing (5) of the device 5 in a space formed by the radial forces (F) of the bearing (3) in the bearing housing. (4) being subjected to radial forces of a bearing when operating the device, a radial force measuring transducer (6) attached to the sensor body (5; 50; 150; 250) and located in or close to the radial plane 10 of the bearing (3); means (7) for transferring the measurement results provided by the measuring sensor (6) outside the sensor body (5; 50; 150; 250), wherein the outer periphery (9) of the bearing (3) is in direct contact with the sensor body; the bore (4) of the space (4) for the sensor body (5; 50; 150; 250) intersects one another, whereby the sensor body is formed against the bearing periphery (9). 1a, a recess (10) corresponding to the shape of the outer circumference of the bearing in the cutting area of said bores. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen sovitelma, tunnettu siitä, että anturirunko (5; 50; 150; 250) on pääasiallisesti pyörähdyskappaleen muotoinen, jolloin sen keskiakseli (A) on oleellisesti laakerin (3) keskiakselin (B) suuntainen.Arrangement according to Claim 1, characterized in that the sensor body (5; 50; 150; 250) is substantially in the form of a rotary block, its central axis (A) being substantially parallel to the central axis (B) of the bearing (3). 3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen sovitelma, tunnettu sii-25 tä, että anturirungon (5; 50; 150; 250) materiaali on samaa tai materiaalin ma-teriaaliominaisuudet ovat samat kuin sitä ympäröivän laitteen materiaali aina-^ kin anturirungon ympärillä.An arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the material of the sensor body (5; 50; 150; 250) is the same or the material has the same material properties as the material of the surrounding device at least around the sensor body. 4. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen sovitelma, t u n - ό nettu siitä, että anturirungon (5; 50; 150; 250) materiaalin lämpölaaje- x 30 nemiskerroin on korkeintaan sama kuin sitä ympäröivällä laitteen materiaalilla.Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the material of the sensor body (5; 50; 150; 250) has a coefficient of thermal expansion of at most 30% that of the surrounding material of the device. * 5. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen sovitelma, t u n - nettu siitä, että laakeri (3) on sovitettu laakeripesään (2) väljällä sovitteella, CO g jotta laakeri voi kuormittaa anturirunkoa (5; 50; 150; 250).Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the bearing (3) is fitted in the bearing housing (2) with a loose fitting, COg, so that the bearing can load the sensor body (5; 50; 150; 250). 6. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen sovitelma, t u n - 35 nettu siitä, että anturirunko (5; 50; 150; 250) on sovitettu laitteeseen liu-kusovitteella.Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the sensor body (5; 50; 150; 250) is fitted to the device by a sliding adapter. 7. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen sovitelma, tunnettu siitä, että välineet mittausanturin (6) antamien mittaustulosten siirtämiseksi anturirungon (5; 50; 150; 250) ulkopuolelle käsittävät johdinkaapelin (7), joka on kiinnitetty mittausanturiin ja johdettu ulottumaan anturirungon ulkopuo- 5 lelle.Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the means for transferring the measurement results provided by the measuring sensor (6) to the outside of the sensor body (5; 50; 150; 250) comprise a wire cable (7) secured to the measuring sensor and routed outside the sensor body. 8. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen sovitelma, tunnettu siitä, että mittausanturi (6) on venymäliuska-anturi.Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the measuring sensor (6) is a strain gauge sensor. 9. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen sovitelma, tunnettu siitä, että anturirunkoa (5; 50; 150; 250) on heikennetty mittausanturin 10 (6) lähellä olevalla alueella mitattavan muodonmuutoksen varmistamiseksi an turirungon tälle alueelle. 't δ c\j CD O o X CC CL δ CD o δ CVJArrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the sensor body (5; 50; 150; 250) is weakened in the area near the measuring sensor 10 (6) to ensure a measurable deformation in this area of the sensor body. 't δ c \ j CD O o X CC CL δ CD o δ CVJ
FI20106314A 2010-12-13 2010-12-13 Arrangement for measuring the radial forces of the bearing FI124566B (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20106314A FI124566B (en) 2010-12-13 2010-12-13 Arrangement for measuring the radial forces of the bearing
PCT/FI2011/051097 WO2012080570A1 (en) 2010-12-13 2011-12-12 Arrangement for measuring radial forces in bearing

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20106314A FI124566B (en) 2010-12-13 2010-12-13 Arrangement for measuring the radial forces of the bearing
FI20106314 2010-12-13

Publications (4)

Publication Number Publication Date
FI20106314A0 FI20106314A0 (en) 2010-12-13
FI20106314L FI20106314L (en) 2012-06-14
FI20106314A FI20106314A (en) 2012-06-14
FI124566B true FI124566B (en) 2014-10-15

Family

ID=43415005

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI20106314A FI124566B (en) 2010-12-13 2010-12-13 Arrangement for measuring the radial forces of the bearing

Country Status (2)

Country Link
FI (1) FI124566B (en)
WO (1) WO2012080570A1 (en)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103335845B (en) * 2013-06-21 2016-05-04 东南大学 Taper dynamic pressure spiral grooved bearing axial carrying capacity testing arrangement
DE102014204025A1 (en) * 2014-03-05 2015-09-10 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Component with a at least one sensor having measuring element
FI127826B (en) * 2014-08-01 2019-03-15 Konecranes Oyj Method of detecting a worn link in a chain, and a hoist arrangement
CN104374511B (en) * 2014-12-09 2016-06-29 株洲联诚集团有限责任公司 A kind of three-phase induction motor rotor bearing device for measuring radial force and measuring method
DE102016122845A1 (en) * 2016-11-28 2018-05-30 Tq-Systems Gmbh Harmonic pinion gear, torque measuring device and freewheel assembly

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2429454A1 (en) * 1974-06-19 1976-01-08 Martin Muenzer Axial thrust measurement on tread rollers for rotary kilns - has end collar for supporting axial loads
CH595622A5 (en) * 1976-06-28 1978-02-15 Heinrich Gruenbaum
DE3009454A1 (en) * 1980-03-12 1981-09-24 Fried. Krupp Gmbh, 4300 Essen Shaft loading monitor for winch drive - uses expansion strips attached to radial struts between outer frame and inner bearing support
DE3908370A1 (en) * 1989-03-15 1990-09-20 Gewerk Eisenhuette Westfalia DEVICE FOR DETERMINING THE CHAIN TENSION IN CHAIN DRIVES, IN PARTICULAR IN CHAIN DRIVES OF CARBON PLANE AND THE LIKE.
SE9202755L (en) * 1992-09-24 1993-11-15 Asea Brown Boveri Round radial force meter
DE10136438A1 (en) * 2000-08-22 2002-03-07 Bosch Gmbh Robert Sensor arrangement for direct measurement of forces and moments acting on bearing box and derivation from these of other values useful in automatic vehicle control systems
NL1016756C2 (en) * 2000-11-30 2002-05-31 Skf Eng & Res Centre Bv Measuring element for measuring radial and / or axial forces on a bearing.
DE102004040180A1 (en) * 2004-08-18 2006-02-23 R. Stahl Fördertechnik GmbH Hoist with strain sensor

Also Published As

Publication number Publication date
FI20106314L (en) 2012-06-14
WO2012080570A1 (en) 2012-06-21
FI20106314A0 (en) 2010-12-13
FI20106314A (en) 2012-06-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FI124566B (en) Arrangement for measuring the radial forces of the bearing
US7631553B2 (en) Bearing arrangement for mounting at least one machine elements on a support
CN109690097B (en) Bearing and method for monitoring wear and/or measuring load
FI121720B (en) Bearing arrangement, method of detecting wear on a bearing surface of a bearing arrangement and use of a bearing arrangement
US6119504A (en) Device for measuring wear in large roller bearings
US9885598B2 (en) Measuring apparatus for the filling level of a container
JP5721328B2 (en) Bearing unit with sensor
US10113585B2 (en) Cabled bearing
WO2015092908A1 (en) Cylinder device
KR102263077B1 (en) Rolling-element bearing
CN107461409A (en) Revolution roller bearing with sensing probe
ES2752472T3 (en) Device for bearing force measurement by sensor layer
US20120043417A1 (en) Capacitive sensors for monitoring loads
US20200166076A1 (en) Rolling bearing arrangement for a transmission
KR102576963B1 (en) Screw device capable of detecting preload
US11204067B2 (en) Bearing with distance sensors and tapered grooves
KR101327312B1 (en) Torque measurement apparatus for seal
US20150233418A1 (en) Bearing having an indicator
JP2008281388A (en) Bearing with bearing load measuring device, and method of measuring bearing load
JP2009216036A (en) Rotary machine and method of inspecting design of thrust bearing
US11692888B2 (en) Bearing unit having at least two kinds of sensing elements mounted on a housing
JP6549812B2 (en) Torque sensor and robot
JP5670539B2 (en) Bearing unit with sensor
JP2009002447A (en) Rolling bearing with sensor
US11692971B2 (en) Eddy current probe, notably for a rolling bearing

Legal Events

Date Code Title Description
FG Patent granted

Ref document number: 124566

Country of ref document: FI

Kind code of ref document: B

PC Transfer of assignment of patent

Owner name: KONECRANES GLOBAL OY