[發明專利]軸承監控方法和系統

在審

• 申請號: 201380025017.6
• 申請日: 2013-03-27
• 公開（公告）號: CN104335024A
• 公開（公告）日: 2015-02-04
• 發明（設計）人: K.漢密爾頓;B.默里
• 申請（專利權）人: SKF公司
• 主分類號: G01M13/04
• 分類號: G01M13/04;F16C41/00;G05B23/02;G07C3/00
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 郝娟君

技術領域

本發明涉及用于監控軸承的方法、系統和計算機程序產品。

背景技術

軸承經常用在關鍵性的應用中，它們在使用中的故障會對于最終用戶造成重大的商業損失。因此，能夠預測軸承的剩余壽命是很重要的，從而計劃干預、在某種程度上避免使用中的故障，同時使得出問題的機械停止工作以替換軸承所帶來的損失最小化。

滾動元件軸承的剩余壽命通常由運作使用中的交變應力造成的運作表面的疲勞決定。滾動元件軸承的疲勞失效由滾動元件表面和相應的軸承座圈表面的累計的剝落或點蝕引起。剝落和點蝕可導致一個或更多個滾動元件的咬死，這會依次產生過多的熱量、壓力和摩擦。

按照與它們所應用到的應用中的預期工作類型一致的計算出或預測出的剩余平均壽命，軸承被選擇用于特殊的應用。軸承剩余壽命長度可以通過考慮速度、載荷、潤滑條件等標稱運行條件預測出。例如，所謂的“L-10壽命”是平均壽命時長，在這段時長內至少90％的特定組的軸承在特定載荷條件下仍將工作。但是，由于若干原因，這種壽命預測對于維護計劃來說被認為是不足的。

一個原因在于實際運作條件可能與標稱條件完全不同。另一個原因在于，軸承的剩余壽命可能在根本上被短期事件或未計劃事件、例如過載、潤滑失效、安裝誤差等危及。而另一個原因在于，即使在使用中精確復制了標稱運作條件，疲勞過程固有的隨機特性也會在大致上相同的軸承的實際剩余壽命方面引起的大的統計學變化。

為了改進維護計劃，常見做法是監控與運作使用中軸承所受到的振動和溫度相關的物理量的值，從而能夠檢測即將發生的失效的最初跡象。這種監控通常被稱作“狀態監控”。

狀態監控帶來多方面的益處。第一個益處是用戶以受控的方式被警告軸承狀態上的惡化，由此使得商業影響最小化。第二個益處是狀態監控幫助識別不好的安裝或不好的操作實踐，例如未對準、不平衡、高振動等，如果不做校正將減少軸承的剩余壽命。

歐洲專利申請公開EP?1164550描述了狀態監控系統的實例，該系統用于監控情況，例如在機器部件、例如軸承中是否存在反常。

發明內容

本發明的目的是提供一種用于監控軸承的改進的方法。

該目的通過一種包括以下步驟的方法實現：使用包括聲發射(AE)傳感器和溫度傳感器的至少一個傳感器獲得有關一個或更多個影響所述軸承剩余壽命的因子的數據、獲得唯一地識別所述軸承的識別數據、使用工業無線協議自至少一個傳感器傳送數據和/或將數據傳送至至少一個傳感器，以及，將所述的有關一個或更多個影響所述軸承剩余壽命的因子的數據和所述識別數據作為已記錄的數據記錄在數據庫中。根據本發明所述的實施方式，至少一個傳感器還包括載荷傳感器。

這樣的方法可用來提供可能導致軸承損壞的退化的潤滑狀態的早期預警，和/或可能指示對于軸承的滾道表面的肉眼可見的損壞(例如由不平衡、未對準、碰撞、疲勞或摩擦引起)的振動的早期預警，和/或可能指示導致軸承咬死的故障最后階段的溫度的早期預警。

根據本發明的實施方式，所述工業無線協議基于IEE802.15.4。IEE802.15.4是詳細說明了用于低傳輸率個人無線區域網(LR-WPANs)的物理層和介質入口(media?access)控制的標準。它由電氣和電子工程師協會(IEEE)802.15工作組維護。

根據本發明的實施方式，所述至少一個傳感器附連于所述軸承的內環或外環。

根據本發明的實施方式，所述的獲得有關一個或更多個影響軸承剩余壽命的因子的數據的步驟在以下時期的其中一個的至少部分時間內實行：在所述軸承的制造期間、在所述軸承的制造以后并且在所述軸承的使用以前、在所述軸承的使用期間、在所述軸承沒有在使用中的時期、在所述軸承的運輸期間。

根據本發明的另一實施方式，所述的有關一個或更多個影響所述軸承剩余壽命的因子的數據包括有關以下至少其中之一的量級和/或嚴重性數據：振動、溫度、滾動接觸力/應力、高頻率應力波、潤滑劑狀態、滾動表面損壞、運行速度、負載的載荷、潤滑狀態、濕度、接觸濕氣或離子流體、受到機械震動、腐蝕、疲勞損壞、磨損。

根據本發明的又一實施方式，所述的獲得所述識別數據的步驟包括從與所述軸承相關的可機讀識別器獲得所述識別數據。

根據本發明的實施方式，電子裝置被用在所述的將所述數據記錄在數據庫中的步驟里。