[發明專利]軸承發電結構

無效

• 申請號: 201380032364.1
• 申請日: 2013-04-09
• 公開（公告）號: CN104379953A
• 公開（公告）日: 2015-02-25
• 發明（設計）人: F.巴特爾;J.厄斯金;S.齊格勒;A.C.范德哈姆
• 申請（專利權）人: SKF公司
• 主分類號: F16C41/00
• 分類號: F16C41/00;H02K7/18
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 葛飛

技術領域

本發明涉及一種用于在軸承運動過程中發電的裝置和方法。

背景技術

軸承可以被定義為將兩個或更多個部件之間的相對運動限制成僅所需類型運動的任何各種機械元件。通常，這允許和促進繞著縱向軸線的自由轉動和/或抑制部件在相對于軸承的法線方向上的任何直線運動。軸承可以廣泛地根據它們允許的運動并且根據其操作原理以及其可以處理的所施加的載荷的方向進行分類。

軸承經歷相當的使用，這會導致各種軸承部件的磨損。隨著時間的推移，軸承的磨損會導致機械故障。機械故障可能會影響旋轉運動和/或軸向線性約束。如果不控制這些運動中的任何一個都可能會給依托軸承的機械帶來災難性的故障。

軸承的可靠性和預測性維護會影響設備的操作和正常運行時間。軸承用于許多應用中，包括汽車、風力渦輪機、自動化機械等。隨著時間的推移，軸承會磨損。運行過程中的軸承故障可能會給設備及可能的周邊區域帶來重大的損壞。如果出現巧合情況的話，軸承故障甚至可能會造成人身傷害或死亡。

軸承監測系統需要電力以進行操作。電力用于操作狀態監測傳感器，向任何計算設備提供電力，并且提供電力用于將任何收集的信息傳送到中央系統。電力通過電線而被提供給設備。

可以通過監測軸承來改進軸承的可靠性和預測性維護。監測系統將會需要電力。所期望的是一種與軸承組件相關聯的發電系統。

發明內容

本發明針對一種包括軸承的設備在操作期間產生電能的裝置及相應方法。

在本發明的第一方面，一種發電軸承組件，該發電軸承組件包括：

軸承，其包括：

軸承外環，其具有外表面、軸承接合內表面和外環端表面，

軸承內環，其具有軸承組件內配合表面、軸承外座圈接合表面和內環端表面，其中，所述軸承接合外表面的尺寸設置成與所述外環軸承接合內表面旋轉接合，

密封系統，其設置在所述軸承外環和所述軸承內環之間，其中，所述密封系統被固定到密封連接環，其中，所述密封連接環是所述外環和所述內環中的一個，所述剩余的環是相應的旋轉環，

其中，所述內環可旋轉地組裝在所述外環軸承接合內表面內；

電力發電機，其包括發電機芯，該發電機芯包括纏繞著磁芯以產生電力的電線圈，所述電力發電機連接至所述相應的旋轉環；

磁極化材料，其由所述密封系統承載；以及

發電機定位系統，其承載所述電力發電機，并且將所述電力發電機定位成靠近所述磁極化材料，

其中，所述軸承外環和所述軸承內環之間的相對運動穿過所述發電機芯通過所述磁極化材料，促使所述發電機芯產生電流。

在第二方面，所述系統還包括處理裝置，該裝置包括一組數字指令，用于監測和分析由集成到軸承組件中的狀態監測系統所提供的數字數據。

在另一方面，所述發電機定位系統還包括徑向容差補償系統。該徑向容差補償系統可以包括組裝在固定安裝構件和所述電力發電機之間的徑向偏置構件，發電機芯徑向滑動材料位于所述電力發電機的配合表面和所述相應旋轉環的環端表面之間。

在另一方面，所述發電機定位系統還包括軸向容差補償系統。該軸向容差補償系統提供橫跨沿軸向定向的表面的距離的磁極化材料。所述電力發電機可以包括摩擦減小的界面，使所述電力發電機能夠在位置上沿軸向方向在整個軸向定向的表面上調整。該摩擦減小的界面可以包括周向滑動材料、一個或多個軸承等。

在另一方面，所述發電機芯可被組裝成縱向軸線處于徑向方向，所述磁極化材料被組裝在從密封系統沿軸向延伸的環形圈中。

在另一方面，所述磁極化材料可以設置在完整的環形圈中；在覆蓋部分圓形截面的單一部分中；或者在空間上距離軸承環中心相等的徑向距離的一系列部分中。

在另一方面，所述發電機芯可被組裝成縱向軸線處于軸向方向，所述磁極化材料在與密封系統基本上平行的方向上被組裝。

在另一方面，所述電力發電機可以由徑向配準控制(registration?control)部件承載，其中，所述徑向配準控制部件能夠徑向定位電力發電機。電力發電機可通過將一個或多個發電機徑向導向零件與一個或多個發電機導軌接合而被徑向定位，其中，所述發電機導軌形成在密封系統內。發電機徑向導向零件與發電機導軌接合，以便將電力發電機與磁極化材料對準。偏置構件可以被集成到發電子組件中，確保發電機芯在操作期間保持定位成靠近磁極化材料。