[发明专利]轴承加热器

说明书

技术领域

本发明涉及环形滚动元件轴承的感应加热，该轴承具有安置在内轴承圈和外轴承圈之间的滚动元件，典型地球体或者辊子。由感应加热引起的这样的滚动轴承的热膨胀用于例如促进轴承在轴上的安装和/或在轴承冷却时获得在轴上的干涉配合。

背景技术

描述在EP0143091A1中的一种已知类型的轴承感应加热器通过适当地确定加热阶段的持续时间而加热轴承到期望的程度。该文献还描述用于在感应加热之后立即退磁轴承的阶段。

另一类型的轴承感应加热器加热轴承直到达到期望的轴承测量温度。

用于特定轴承的期望的加热时间和/或温度一般通过经验确定并以参照表的形式呈现给感应加热器的用户。

感应加热时间对于小的滚动轴承3-4分钟左右，对于较大的轴承20-30分钟或更多。减少对于特定轴承所需要的加热时间是非常期望的。但是，尽管增大加热器的感应电力可以减少加热时间，但是必须特别小心，以免由于内圈加热并由此使得其比外圈膨胀得快很多而导致锁定或者破坏轴承。

发明内容

根据本发明的一个方面，本发明提供一种利用感应加热器加热滚动元件轴承的方法，包括以下顺次的步骤：

-利用加热周期的第一部分迅速升高滚动轴承的内圈的温度；

-基于从(i)消逝时间和(ii)滚动轴承的内圈和外圈之间的温差的指示的至少之一选取的触发，触发从加热周期的第一部分到加热周期的第二部分的转换；

利用加热周期的第二部分以低于加热周期的第一部分期间的速率的速率升高滚动轴承的内圈的温度。

在加热周期的第一部分过程中，轴承可以在高电力下加热，从而最小化加热周期的总持续时间；在加热周期的这个部分的过程中，内轴承圈的温度通常将比外轴承圈的温度更加快速地升高。在当在加热周期中增大内轴承圈和外轴承圈之间的温差将带来破坏或者阻塞轴承的危险的时间点时，加热周期的第一部分终止。优选地，加热周期的第一部分的结束通过连续或者定期地测量内轴承圈和外轴承圈之间的温度而进行触发，从而提供内圈和外圈温度信号到感应加热器的控制电路的输入并且当这些输入信号之间的比较表明预定温差已经达到时结束加热周期的第一部分。加热周期的第一部分的结束可以在当信号之间的比较表明大约30℃或更大的温差时触发。或者，加热周期的第一部分的结束可以在预定时间之后触发，或者在加热周期的总持续时间的预定比例例如50％或者60％已经过去之后触发。用于结束加热周期的第一部分的加热周期的总持续时间和/或触发条件可以设置为待加热的轴承的尺寸的函数，例如通过由感应加热器的用户给出的到控制电路的输入。

优选地，加热周期的第二部分与加热周期的第一部分的结束同时开始。或者，在加热周期的第一部分的结束和加热周期的第二部分的开始之间可以有一时间延迟。在加热周期的第二部分的过程中，轴承优选地被加热为以使得内圈的温度升高速率低于在周期的第一部分过程中的温度升高速率。这可以通过利用在周期的第二部分的过程中降低电力实现，和/或在使用多个线圈的情形下通过适配感应加热器的各个线圈的电力构型而实现。

在加热周期的第二部分的过程中，优选地，在内轴承圈和外轴承圈之间的温差减小。这可以通过从内轴承圈到外轴承圈的热传递(通过辐射和/或传导和/或对流)以及感应加热的组合实现。加热周期的第一和第二部分的组合允许总加热时间最佳化，同时降低破坏轴承的危险。

优选地，施加到感应加热器的线圈的电力构型在加热周期的每个部分过程中保持大致恒定。这可以通过允许与用于加热周期的每个部分的整个持续时间的该周期的每个部分相容的最快的加热速率降低总加热时间。或者，电力构型可以在加热周期的一部分的过程中进行修改，例如，总电力在加热周期的个别部分期间减小以使得降低在加热周期的该部分过程中的与时间有关的温度升高速率。

在加热周期的每个部分的过程中，电力提供给感应加热器以使得轴承的温度升高，优选是内轴承圈的温度升高。这样，加热周期的该部分并不相当于其中没有电力提供给感应加热器的周期或者其中提供给感应加热器的线圈的电力用以退磁轴承而不会升高或者最小程度地升高它的温度的退磁周期。

加热周期可以具有两、三、四、五或更多的部分，加热周期的每个部分具有与加热周期的以前的部分不同的电力构型或者组合。

根据另一个方面，本发明提供具有适于控制至少一个感应线圈的加热周期控制电路的滚动元件轴承感应加热器，其中所述控制电路包括：

-内圈温度信号输入；以及

-外圈温度信号输入。