[发明专利]一种发电机用大尺度自监测圆锥滚子轴承

摘要

本发明涉及一种发电机用大尺度自监测圆锥滚子轴承，属于轴承技术领域。壳体固定在外圈上，壳体端部装有端盖；壳体上的隔板将壳体腔分成内外腔，外腔底部装有电路板和传感器；有压电片与金属片构成的换能器一端固定在壳体外腔内壁上，另一端铆在滑块上，滑块的另一端装有振动磁体；转盘法兰在装在内圈上，转盘的转轴套接在壳体的中心孔内，转轴上镶嵌有旋转磁体，旋转磁体与振动磁体的异性磁极靠近安装。优势与特色：具有自供能传感监测功能，无需改变安装设备的结构，可实现真正意义上的实时在线监测；换能器通过径向拉伸激励发电，轴向空间小、磁体远离滚动体及发射电路；压电晶片始终承受压应力、且应力分布均匀，机械可靠性高、发电能力强。

主权项

一种发电机用大尺度自监测圆锥滚子轴承，其特征在于：壳体底壁经螺钉固定在外圈端面，壳体端部经螺钉安装有端盖；壳体上设有隔板，隔板上设有导槽，隔板将壳体的腔体分隔成内腔和外腔，外腔底部经螺钉安装有电路板和传感器；一对儿带有圆弧凸起的金属片的一端经螺钉和压环固定在壳体外腔的内壁上，俩金属片的圆弧凸起处粘接有压电片、非圆弧凸起处经铆钉铆接；相互铆接的两金属片及其表面所粘接的压电片共同构成换能器，换能器上金属片的另一端经铆钉铆接在滑块上，滑块经隔板上的导槽由外腔进入内腔，滑块上处于内腔一侧的端面上经螺钉安装有振动磁体；转盘的法兰经螺钉安装在内圈端部，转盘的转轴套接在壳体的中心孔内，转轴上镶嵌有旋转磁体，旋转磁体与振动磁体的异性磁极靠近安装；为提高换能器的发电能力、避免压电片因受拉应力作用而损坏，应确保换能器不受外力作用、无伸缩变形时振动磁铁与壳体上的隔板相接触，且此时金属片上圆弧外表面的最小半径为R＝h{α+0.5[α²(1‑β)‑1‑ηE_p/T_p]/[1‑α(1‑β)]}，内腔中振动磁铁运动方向上的最小距离为D＝[2R sin(0.5L/R‑L)]n，其中$\mathrm{\η}=(1-\mathrm{\α})[1-\mathrm{\α}(1-\mathrm{\β})]+\mathrm{\α\β}/(1+k_{31}^2),$α＝h_m/h，h＝h_m+h_p，h_p、h_m分别为压电片和金属片的厚度，β＝E_m/E_p，E_p、E_m分别为压电片和金属片的杨氏模量，T_p分别为压电材料的机电耦合系数和许用拉应力，L为金属片上单个圆弧的弦长，n为单个金属片上的圆弧数量。