[发明专利]用于滚动轴承的压电应变传感器单元

说明书

用于滚动轴承的压电应变传感器单元包括压电应变传感器30和传感器保持件32，所述传感器保持件32设置有主体34和至少两个柔性臂36、38，所述主体34具有前面34a和后面34b，所述前面34a用于与所述滚动轴承的组成部件接触，所述至少两个柔性臂36、38安装在所述主体34上并支撑所述压电应变传感器30的相对端部，所述压电应变传感器30在轴向上位于所述主体的后面34b的一侧，同时保持与所述后面间隔开。所述传感器保持件32设置有中心销44，所述中心销44在轴向上相对于所述主体的前面34a突出并且能够相对于所述主体在轴向上移动，所述中心销44在轴向上抵靠到所述压电应变传感器30上。

技术领域

本发明涉及滚动轴承的状况监测，更特别的是，针对具有滚子(诸如圆柱形滚子)的滚动轴承。

背景技术

滚动轴承包括内圈、外圈和在径向上布置在这两个内圈与外圈之间的至少一列滚动元件。滚动元件可以是滚子或滚针。滚动轴承可以是球面滚子轴承(SRB)、圆锥滚子轴承(TRB)或圆环滚子轴承(CARB)。作为另一种选择，滚动元件可以是球。

在滚动元件轴承的领域中，已知附接一个或多个传感器以测量一个或多个物理参数并将这些物理参数转换成电信号。一个这样的示例是使用载荷或应变传感器(load orstrain sensor)，以确定滚动元件在加载区(loaded zone)中经受的载荷。可以这样做以确定机器所经受的载荷。确定轴承所经受的载荷也可以为了确定过去和当前的操作状况(/工作状况)(operation conditions)并预测未来的可靠性而进行。

传统上，这种应变传感器永久地结合到被测量的滚动轴承的表面，并且在使用中不能更换。

发明内容

本发明的一个目的在于克服该缺点。

本发明涉及一种用于滚动轴承的压电应变传感器单元，所述压电应变传感器单元包括压电应变传感器和传感器保持件，所述传感器保持件设置有主体和至少两个柔性臂(flexible arms)，所述主体具有前面(front face)和后面(rear face)，所述前面用于与所述滚动轴承的组成部件接触，所述至少两个柔性臂安装在所述主体上并支撑所述压电应变传感器的相对端部。所述压电应变传感器在轴向上位于所述主体的后面的一侧，同时保持与所述后面间隔开。

根据总体特征，所述传感器保持件还设置有中心销，所述中心销在轴向上相对于所述主体的前面突出并且能够相对于所述主体在轴向上移动(movable)。所述中心销在轴向上抵靠到所述压电应变传感器上。

由于本发明，测量变形的方法是三点弯曲测量法。压电应变传感器将响应于传感器保持件的中心销的轴向移动而弯曲，并给出指示动态变形值的信号。

所述压电应变传感器的两个端部由所述传感器保持件的柔性臂柔性地支撑。这减小了压电应变传感器中的寄生应力(parasitic stress)，这使得由温度引入的力不影响测量。这引起非常可重复的测量。所述柔性臂用作板簧。

优选的是，所述主体的前面(front face)设置有至少三个脚，以将所述传感器保持件定位成与所述滚动轴承的组成部件接触。这也有助于可重复的测量。

有利的是，所述传感器保持件的柔性臂的弯曲刚度小于所述压电应变传感器的弯曲刚度。这使得实现尽可能大的测量结果。

优选的是，所述中心销在轴向上抵靠所述压电应变传感器的中间。所述压电应变传感器可以位于与所述主体的前面平行的平面中。

在一个实施方式中，每个柔性臂设置有轴向部分和径向部分，所述轴向部分安装在所述主体上并且在径向方向上是柔性的，所述径向部分从所述轴向部分延伸并且在轴向方向上是柔性的。每个柔性臂的径向部分可以从轴向部分以90度的角度延伸。