[实用新型]设有应变传感器的轴承

说明书

本实用新型涉及轴承应变监测技术领域，特别是涉及设有应变传感器的轴承。设有应变传感器的轴承包括轴承，轴承的端面设有依次连通的第一凹槽、第二凹槽和第三凹槽，第一凹槽和第三凹槽的开口内径小于底部内径；薄膜传感器包括应变电阻栅、第一导线、第二导线、第一电极结构及第二电极结构；应变电阻栅设于第二凹槽内，第一电极结构及第二电极结构分别设于第一凹槽和第三凹槽内，第一导线与应变电阻栅和第一电极结构分别连接，第二导线与应变电阻栅和第二电极结构分别连接。上述设有应变传感器的轴承的集成度和测量精度较高。

技术领域

本实用新型涉及轴承应变监测技术领域，特别是涉及设有应变传感器的轴承。

背景技术

应变是轴承工作时一个重要参数，实时监测轴承的应变有助于了解轴承的工作状态，从而进行适时调整，避免操作失误和过载运转等情况造成不必要的损失。常用于监测轴承应变的装置为传感器。目前，轴承与传感器之间的设置主要有如下几种方式：1)对轴承内部进行开槽、开洞、修改尺寸等，将监测传感器植入轴承内部，即植入式。然而，轴承内部的安装空间有限，这种植入方式往往需要改变轴承结构，从而影响了轴承受力形式，导致轴承寿命下降。而且将传感器置于轴承内部也会增加导线、电极等的布置难度。另外，轴承运作过程产生的高温、油污、摩擦等，使得传感器的工作环境较为恶劣。2)将传感器安装在轴承附近位置或周边零部件上，比如轴承座等，即外挂式。但是传感元件等附加在轴承周围会改变轴承的总体尺寸，且由于传感器远离信号源，所测得的信号会受到环境噪声的影响，偏离真实值，导致测量精度不佳。而且信号在传输过程中容易产生能量损耗，尤其在采集轴承振动信号时，信号需要通过轴承座或其它零部件传递到传感器，而信号在传输过程会产生衰减，导致传感器不易检测到早期故障信号。另外，将传感元件等安装在轴承周围的过程中，容易与周边物质的接触产生剐蹭等，从而造成电极与电阻栅等结构的摩擦、磨损，甚至脱落。

实用新型内容

基于此，有必要提供一种能够提高集成度、测量准确性和寿命的设有应变传感器的轴承。

一种设有应变传感器的轴承，其特征在于，包括：

轴承，所述轴承的端面设有依次连通的第一凹槽、第二凹槽和第三凹槽，所述第一凹槽和所述第三凹槽的开口内径小于底部内径；及

薄膜传感器，包括应变电阻栅、第一导线、第二导线、第一电极结构及第二电极结构；所述应变电阻栅设于所述第二凹槽内，所述第一电极结构及所述第二电极结构分别设于所述第一凹槽和所述第三凹槽内，所述第一导线与所述应变电阻栅和所述第一电极结构分别连接，所述第二导线与所述应变电阻栅和所述第二电极结构分别连接。

可选的，如上述所述的设有应变传感器的轴承，所述第一凹槽和所述第三凹槽沿所述轴承轴向上的截面为梯形。

可选的，如上述所述的设有应变传感器的轴承，所述第一凹槽和所述第三凹槽在沿所述轴承轴向上的截面的底角为27°～45°。

可选的，如上述所述的设有应变传感器的轴承，所述第一凹槽和所述第三凹槽为圆台形凹槽。

可选的，如上述所述的设有应变传感器的轴承，所述第一凹槽和所述第三凹槽的深度为2mm～3mm，开口内径为0.8mm～3mm，底部内径为2.4mm～9mm。

可选的，如上述所述的设有应变传感器的轴承，所述第一凹槽和所述第三凹槽的深度均大于所述第二凹槽。

可选的，如上述所述的设有应变传感器的轴承，所述第二凹槽的形状为连续弯折的长条形或弧形。

可选的，如上述所述的设有应变传感器的轴承，所述第二凹槽包括多个相邻设置的凹槽段，各相邻两个所述凹槽段依次连接以形成所述连续弯折的长条形或弧形，各相邻两个所述凹槽段之间形成的夹角为90°～135°。

可选的，如上述所述的设有应变传感器的轴承，所述第二凹槽的深度为0.1mm～1mm，宽度为80μm～200μm。