專利名稱：一種滾動(dòng)軸承運(yùn)動(dòng)部件的在線測溫方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及滾動(dòng)軸承運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測領(lǐng)域，特別涉及一種運(yùn)行狀態(tài)下滾動(dòng)軸承運(yùn)動(dòng)部件的溫度測量方法。
背景技術(shù)：
滾動(dòng)軸承廣泛應(yīng)用于各種旋轉(zhuǎn)機(jī)械之中，是旋轉(zhuǎn)機(jī)械的重要組成部件，其運(yùn)行狀態(tài)對旋轉(zhuǎn)機(jī)械的整體性能具有決定性的影響。而溫度是滾動(dòng)軸承運(yùn)行狀態(tài)評估的重要指標(biāo)，所以，精確獲得軸承運(yùn)行狀態(tài)下的溫度具有重要意義。
目前，實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中的溫度測量方法主要分為兩大類，接觸式測溫與非接觸式測溫。
接觸式測溫的原理為，溫度敏感元件與被測對象接觸，經(jīng)過換熱后兩者溫度相等。熱電阻溫度計(jì)與熱電偶溫度計(jì)為工業(yè)中常用的接觸式溫度計(jì)。對于軸承的溫度測量，常用方法為，將熱電偶或熱電阻溫度計(jì)與軸承不動(dòng)套圈進(jìn)行接觸從而獲得軸承不動(dòng)套圈的溫度。此種方法不能獲得軸承運(yùn)動(dòng)部件(保持架、轉(zhuǎn)套圈)的溫度，故不能對運(yùn)行狀態(tài)下軸承整體的溫度情況做出準(zhǔn)確評估。
非接觸式測溫的原理為，溫度敏感元件不與被測對象接觸，而是通過輻射能量進(jìn)行熱交換，由輻射能的大小來推算被測物體的溫度。紅外溫度計(jì)為工業(yè)中常用的非接觸式溫度計(jì)，其既可應(yīng)用于靜止部件的測溫也可應(yīng)用于動(dòng)態(tài)部件的測溫。但紅外溫度計(jì)的缺點(diǎn)是易受環(huán)境及被測體表面狀態(tài)的影響，且因空間限制、標(biāo)定困難等原因難以應(yīng)用于滾動(dòng)軸承運(yùn)動(dòng)部件的溫度測量。發(fā)明內(nèi)容
針對上述現(xiàn)有測溫方案的缺陷，本發(fā)明提供一種滾動(dòng)軸承運(yùn)動(dòng)部件的在線測溫方法。所述方法基于熱雙金屬感溫結(jié)構(gòu)及CXD圖像傳感器，能夠?qū)⒈粶y滾動(dòng)軸承運(yùn)動(dòng)部件(保持架、旋轉(zhuǎn)套圈)的溫度變化值轉(zhuǎn)化為感溫結(jié)構(gòu)的形變數(shù)值，然后應(yīng)用CCD圖像傳感器予以測量，經(jīng)數(shù)據(jù)處理最終獲得滾動(dòng)軸承運(yùn)動(dòng)部件的溫度數(shù)值；該方法能夠?qū)崟r(shí)獲得軸承運(yùn)動(dòng)部件的溫度變化，具有方法簡單，占用空間小，結(jié)果可靠的特點(diǎn)。
本發(fā)明的技術(shù)方案為:
一種滾動(dòng)軸承運(yùn)動(dòng)部件的在線測溫方法，包括以下步驟:
步驟一、在軸承的運(yùn)動(dòng)部件即保持架2或旋轉(zhuǎn)內(nèi)圈上均勻布置至少一個(gè)感溫結(jié)構(gòu)1，所述的感溫結(jié)構(gòu)I整體呈S形，由兩片近似U形的熱雙金屬片焊接而成，且兩個(gè)熱雙金屬片的主動(dòng)層a均位于U形結(jié)構(gòu)的內(nèi)側(cè)；
步驟二、將CXD圖像傳感器3固定在正對于某一感溫結(jié)構(gòu)I的末端且與感溫結(jié)構(gòu)保持非接觸且與周邊部件不干涉的位置；
步驟三、軸承工作狀態(tài)下，感溫結(jié)構(gòu)I將隨軸承的運(yùn)動(dòng)部件保持架2或旋轉(zhuǎn)內(nèi)圈一起做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，當(dāng)軸承的運(yùn)動(dòng)部件的溫度變化時(shí)，感溫結(jié)構(gòu)I發(fā)生形變產(chǎn)生長度變化，CCD圖像傳感器3測量出該形變的數(shù)值，經(jīng)由外部的數(shù)據(jù)處理設(shè)備的分析處理，最終獲得被測軸承運(yùn)動(dòng)部件保持架2或旋轉(zhuǎn)內(nèi)圈的溫度數(shù)值。
所述的在感溫結(jié)構(gòu)I的末端焊接一個(gè)導(dǎo)熱塊4，將導(dǎo)熱塊4與被測軸承運(yùn)動(dòng)部件的外緣相連接，使得感溫結(jié)構(gòu)的伸長方向與被測運(yùn)動(dòng)部件的徑向一致。
所述CXD圖像傳感器3為線陣CCD，其在工作狀態(tài)時(shí)測量感溫結(jié)構(gòu)I的自由端在變形方向上的形變值，并將信號輸入后續(xù)數(shù)據(jù)處理設(shè)備。
本發(fā)明的有益效果:
1、可獲得滾動(dòng)軸承運(yùn)動(dòng)部件保持架、旋轉(zhuǎn)套圈的溫度值，可對軸承整體的溫度情況做出更為準(zhǔn)確的評估。
2、感溫結(jié)構(gòu)(I)由熱雙金屬片制成，感溫迅速且具有很強(qiáng)的重復(fù)測量能力，使用壽命長；感溫結(jié)構(gòu)呈S形，能充分利用熱雙金屬材料的熱特性，在溫度升高時(shí)產(chǎn)生較大的尺寸變形并具有很強(qiáng)的變形方向穩(wěn)定性。
3、(XD圖像傳感器(3)采用的是線陣CXD圖像傳感器，體積小，便于安裝；精度高，測量結(jié)果準(zhǔn)確可靠。


圖1為感溫結(jié)構(gòu)示意圖，a為熱雙金屬片主動(dòng)層，b為被動(dòng)層。
圖2為感溫結(jié)構(gòu)與保持架結(jié)合的整體示意圖。
圖3為感溫結(jié)構(gòu)與保持架結(jié)合的局部示意圖。
圖4為CXD圖像傳感器固定位置示意圖。
圖5為感溫結(jié)構(gòu)及CXD圖像傳感器的第二種布置方案示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步表述。
一種滾動(dòng)軸承運(yùn)動(dòng)部件的在線測溫方法，包括以下步驟:
步驟一、參照圖2和圖3，在軸承的運(yùn)動(dòng)部件保持架2或旋轉(zhuǎn)內(nèi)圈上均勻布置至少一個(gè)感溫結(jié)構(gòu)1，所述的感溫結(jié)構(gòu)I呈S形，由兩片近似U形的熱雙金屬片焊接而成。參照圖1，所述感溫結(jié)構(gòu)I的兩個(gè)熱雙金屬片包括主動(dòng)層a和被動(dòng)層b，且主動(dòng)層a均位于U形結(jié)構(gòu)的內(nèi)側(cè)。
步驟二、參照圖4，將CXD圖像傳感器3固定在正對于某一感溫結(jié)構(gòu)I的末端且與感溫結(jié)構(gòu)保持非接觸且與周邊部件不干涉的位置。所述CXD圖像傳感器3為線陣(XD，其在工作狀態(tài)時(shí)測量感溫結(jié)構(gòu)I的自由端在變形方向上的形變值，并將信號輸入后續(xù)數(shù)據(jù)處理設(shè)備。
步驟三、軸承工作狀態(tài)下，感溫結(jié)構(gòu)I將隨軸承運(yùn)動(dòng)部件保持架2或旋轉(zhuǎn)內(nèi)圈一起做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，當(dāng)軸承運(yùn)動(dòng)部件的溫度發(fā)生變化時(shí)，感溫結(jié)構(gòu)I發(fā)生形變產(chǎn)生長度的變化，CCD圖像傳感器3測量出該形變的數(shù)值，經(jīng)由外部的數(shù)據(jù)處理設(shè)備的分析處理，最終獲得被測軸承保持架2或旋轉(zhuǎn)內(nèi)圈的溫度值。
參照圖5，感溫結(jié)構(gòu)I與被測的滾動(dòng)軸承運(yùn)動(dòng)部件的組合結(jié)構(gòu)還可以做如下布置:在感溫結(jié)構(gòu)I的末端焊接一個(gè)導(dǎo)熱塊4，將導(dǎo)熱塊4與被測軸承運(yùn)動(dòng)部件的外緣相連接，使 得感溫結(jié)構(gòu)的伸長方向與被測滾動(dòng)軸承運(yùn)動(dòng)部件的徑向方向一致。
權(quán)利要求
1.一種滾動(dòng)軸承運(yùn)動(dòng)部件的在線測溫方法，包括以下步驟: 步驟一、在軸承的運(yùn)動(dòng)部件即保持架(2)或旋轉(zhuǎn)內(nèi)圈上均勻布置至少一個(gè)感溫結(jié)構(gòu)(I )，所述的感溫結(jié)構(gòu)(I)整體呈S形，由兩片近似U形的熱雙金屬片焊接而成，且兩個(gè)熱雙金屬片的主動(dòng)層(a)均位于U形結(jié)構(gòu)的內(nèi)側(cè)； 步驟二、將CXD圖像傳感器(3)固定在正對于某一感溫結(jié)構(gòu)(I)的末端且與感溫結(jié)構(gòu)保持非接觸且與周邊部件不干涉的位置； 步驟三、軸承工作狀態(tài)下，感溫結(jié)構(gòu)I將隨軸承的運(yùn)動(dòng)部件保持架(2)或旋轉(zhuǎn)內(nèi)圈一起做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，當(dāng)軸承的運(yùn)動(dòng)部件的溫度變化時(shí)，感溫結(jié)構(gòu)(I)發(fā)生形變產(chǎn)生長度變化，CXD圖像傳感器(3)測量出該形變的數(shù)值，經(jīng)由外部的數(shù)據(jù)處理設(shè)備的分析處理，最終獲得被測軸承運(yùn)動(dòng)部件保持架(2)或旋轉(zhuǎn)內(nèi)圈的溫度數(shù)值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種滾動(dòng)軸承運(yùn)動(dòng)部件的在線感溫方法，其特征在于，所述的在感溫結(jié)構(gòu)(I)的末端焊接一個(gè)導(dǎo)熱塊(4)，將導(dǎo)熱塊(4)與被測軸承運(yùn)動(dòng)部件的外緣相連接，使得感溫結(jié)構(gòu)的伸長方向與被測運(yùn)動(dòng)部件的徑向一致。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種滾動(dòng)軸承運(yùn)動(dòng)部件的在線感溫方法，其特征在于，所述CXD圖像傳感器(3)為線陣(XD，其在工作狀態(tài)時(shí)測量感溫結(jié)構(gòu)(I)的自由端在變形方向上的形變值，并將信號輸入后續(xù)數(shù)據(jù)處理設(shè)備。
全文摘要
一種滾動(dòng)軸承運(yùn)動(dòng)部件的在線測溫方法，包括以下步驟步驟一、先在軸承的運(yùn)動(dòng)部件上均勻布置感溫結(jié)構(gòu)，所述的感溫結(jié)構(gòu)整體呈S型，由兩片近似U型的熱雙金屬片焊接而成；步驟二、將CCD圖像傳感器固定在正對于某一感溫結(jié)構(gòu)的末端；步驟三、CCD圖像傳感器測量感溫結(jié)構(gòu)的形變的數(shù)值，經(jīng)由外部的數(shù)據(jù)處理設(shè)備的分析處理，最終獲得被測軸承運(yùn)動(dòng)部件溫度數(shù)值。該方法能夠?qū)崟r(shí)獲得軸承運(yùn)動(dòng)部件的溫度變化，具有方法簡單，占用空間小，結(jié)果可靠的特點(diǎn)。
文檔編號G01K13/08GK103196575SQ201310109089
公開日2013年7月10日 申請日期2013年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月29日
發(fā)明者朱永生, 曹建安, 閆柯, 韓春雷, 張緒久 申請人:西安交通大學(xué)