[发明专利]一种用于风力发电机的转速自监测的球轴承

说明书

技术领域

本发明属于轴承技术领域，具体涉及一种用于风力发电机的转速自监测的球轴承。

背景技术

轴承是一种典型的机械基础件，在机械、车辆、航空航天、轮船及能源等领域都有着极其广泛的应用；然而，轴承也是转动机器中最易损坏的零件之一，旋转机械故障的30％是由轴承失效所引发的。因此，轴承的状态监测与早期故障诊断已引起人们的高度重视。轴承状态的在线监测已经逐步成为大型风力发电机、轮船、高铁以及航空器等领域不可或缺的技术，所需监测的指标包括诸如温度、振动、转速及噪音等。早期的轴承监测系统主要是外挂式的，其弊端之一是传感器与信号源间的距离较远，属于非接触的间接测量，故误差较大。近年来，人们又相继提出了不同形式的嵌入式监测系统，这种方法可解决测量精度及准确性问题，但需要改变相关设备的结构或其完整性，以便安装传感监测系统，这不但容易引起设备零部件的应力集中等问题，在一些结构复杂或空间有限的设备上也是无法实现的；最为关键的是，当监测系统需要随轴承内圈或外圈一起转动时，不便通过电线供电，而采用电池供电使用时间很短。因此，目前的轴承监测系统基本上还都是非实时的、间接的非接触测量，难以及时准确地获得轴承的运行状态。

发明内容

本发明提供一种用于风力发电机的转速自监测的球轴承，以解决现有轴承监测系统在实际应用中所存在的难以及时准确地获得轴承的运行状态的问题。

本发明采取的技术方案是：内圈与外圈通过珠架上的滚珠转动连接，所述外圈宽度大于内圈宽度，且内外圈的一侧对齐安装；在内外圈非对齐的一侧，安装筒的外缘法兰通过螺钉固定在外圈端面，激励盘上的定位槽套在内圈端部并由螺钉固定；安装筒底壁上设有扇形孔、凸台及筒壁，凸台上设有盲孔；电路板通过螺钉安装在安装筒底壁上的扇形孔处；挡环的筒壁与安装筒的筒壁通过螺钉相连接，挡环的底壁与激励盘之间设有密封圈；挡环的筒壁的端面与安装筒的筒壁的端面之间压接有设有扇形悬臂梁的金属膜，悬臂梁上远离内圈的一侧粘有压电膜，粘接后的压电膜和金属膜悬臂梁构成换能器，换能器自由端通过螺钉安装有受激磁铁一；压板通过螺钉固定在安装筒的凸台上，并依次将碟形弹簧、受激磁铁二及压电体压接在凸台上的盲孔内；所述换能器及压电体分别通过导线组一和二与电路板相连；激励磁铁一的磁环及磁柱分别嵌入到激励盘的环槽和通孔内，激励磁铁一的磁柱与受激磁铁一的半径及距内圈中心的距离分别相等；激励磁铁二镶嵌在激励盘的盲孔内，激励磁铁二与受激磁铁二的半径及距内圈的中心的偏心距分别相等；激励磁铁一与受激磁铁一之间、以及激励磁铁二与受激磁铁二之间的同性磁极靠近安装，且所述各激励磁铁的轴向磁极配置方式相同。

本发明一种实施方式是：激励磁铁一上磁柱的数量n的取值应满足下式，即其中R为磁柱的中心到轴承回转中心的距离，r为磁柱的半径。