[发明专利]一种传感一体化的关节轴承及其使用方法

摘要

本发明属于关节轴承领域，涉及一种传感一体化的关节轴承及其使用方法。具体地，本发明提供的传感一体化关节轴承具有传感器布置槽和出线槽以及相应的密封件，用于布置测试关节轴承温度及应变的光纤光栅传感器，实现了温度和应变的有效补偿。本发明具有弥补传统关节轴承设计上的缺陷及测试信号抗干扰能力强等特点，实现了传感一体化的关节轴承。

主权项

1.一种传感一体化的关节轴承，其特征在于，所述的传感一体化的关节轴承包括关节轴承本体(1)和传感系统(2)，所述传感系统(2)的光纤光栅传感器和连接线安装固定于关节轴承本体(1)中，所述传感系统(2)用于在线测试和监测关节轴承的温度和应变状态；其中：/n所述关节轴承本体(1)包括关节轴承外圈(11)和关节轴承内圈(12)，关节轴承外圈(11)的内表面为凹形表面，关节轴承内圈(12)的外表面为凸形表面，关节轴承外圈(11)的内表面和关节轴承内圈(12)的外表面之间间隙装配；/n所述关节轴承外圈(11)上设置有传感器布置槽(111)、出线槽(113)、以及与传感器布置槽(111)配合的传感器布置槽密封件(112)、与出线槽(113)配合的出线槽密封件(114)；传感器布置槽(111)沿关节轴承外圈(11)的周向设置于关节轴承外圈(11)外表面的中部，形成一圆环沟道，用于布置光纤光栅传感器，传感器布置槽(111)内部两侧壁上均开设有传感器布置槽沟道(1111)；传感器布置槽密封件(112)为一带有断口(1121)的环形套圈零件，其具有弹性变形能力，传感器布置槽密封件(112)两侧外壁上设置有传感器布置槽密封件锁紧凸起(1123)，用于和传感器布置槽沟道(1111)相配合，以将传感器布置槽密封件(112)定位和锁紧，在装配后，传感器布置槽密封件外表面(1122)与关节轴承外圈(11)外表面相平齐；/n所述出线槽(113)位于关节轴承外圈(11)的外表面上，与传感器布置槽(111)垂直设置，且与传感器布置槽(111)相通，用于将布置完成的光纤光栅传感器引出，出线槽(113)的内部两侧壁上开设有出线槽沟道(1131)，用于定位、锁紧出线槽密封件(114)；出线槽密封件(114)为一板型零件，其两侧外壁上设置有出线槽密封件锁紧凸起(1141)，用于将出线槽密封件(114)固定在出线槽(113)内，出线槽密封件上表面(1142)为一圆弧形表面，装配完成后与关节轴承外圈(11)的外表面构成完整圆面；/n所述传感系统(2)包括水平光纤光栅传感器(21)、竖直光纤光栅传感器(22)、光纤光栅传感器连接线(23)、光纤光栅传感器引线(24)、光纤跳线(25)和数据采集系统(26)；水平光纤光栅传感器(21)上设置有水平测量光纤光栅传感器(211)和水平补偿光纤光栅传感器(212)；竖直光纤光栅传感器(22)上设置有竖直测量光纤光栅传感器(221)和竖直补偿光纤光栅传感器(222)；其中水平测量光纤光栅传感器(211)和竖直测量光纤光栅传感器(221)连接在传感器布置槽(111)的底面上，二者的测头位于关节轴承上所在位置对应的半径夹角为90°，并与相应的补偿光纤光栅传感器配合用于测试轴承的应变，水平补偿光纤光栅传感器(212)的测头和竖直补偿光纤光栅传感器(222)的测头被装入套管中，用于测试轴承温度，套管连接在传感器布置槽(111)的底面上，靠近水平测量光纤光栅传感器(211)和竖直测量光纤光栅传感器(221)，与相应的测量光纤光栅传感器平行；传感器连接线(23)布置在水平光纤光栅传感器(21)和竖直光纤光栅传感器(22)之间，将两个传感器相连接，在出线槽(113)输出，以简化关节轴承结构；光纤光栅传感器引线(24)与传感器连接线(23)连接，用于水平光纤光栅传感器(21)和竖直光纤光栅传感器(22)的统一输出，光纤光栅传感器引线(24)光纤跳线(25)连接，将信号传输给数据采集系统(26)。/n