[發明專利]基于光纖光柵傳感的軸承保持架測量裝置

有效

• 申請號: 201910085738.5
• 申請日: 2019-01-29
• 公開（公告）號: CN109668596B
• 公開（公告）日: 2020-11-24
• 發明（設計）人: 溫保崗;韓清凱;楊磊;張旭;陶學恒;翟敬宇
• 申請（專利權）人: 大連工業大學
• 主分類號: G01D21/02
• 分類號: G01D21/02;G01D5/353;G01M13/04
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 梅洪玉

本發明屬于滾動軸承測試試驗技術領域，具體涉及一種基于光纖光柵傳感的軸承保持架測量裝置。該裝置包括軸承保持架測量裝置、驅動裝置、軸承箱、徑向加載裝置和軸向加載裝置。軸承保持架測量裝置包括光纖光柵傳感器、光纖光柵信號傳輸裝置、附加質量補償裝置和待測軸承。本發明實現保持架應變、溫度多測點分布式同步測量，用于研究應變、溫度內在的關聯關系；本發明所采用的光纖光柵傳感具有一線多點和靈敏度高、體積小優點，對保持架的附加影響小；本發明綜合采用光滑環和特殊傳輸支架實現傳感器信號傳輸，相對采用應變片采用的電滑環具有體積小、質量輕等優點，減小對保持架測量結果的影響。

技術領域

本發明屬于滾動軸承測試試驗技術領域，具體涉及一種基于光纖光柵傳感的軸承保持架測量裝置。

背景技術

滾動軸承是重大裝備的重要基礎零部件，其性能與壽命直接影響裝備的工作性能、可靠性和安全性。滾動軸承通常由外圈、內圈、鋼球和保持架四個部分構成。保持架是其核心零件，起到圓周方向均勻隔開鋼球，引導鋼球輪流承受載荷作用，其動態力學性能和溫度特性決定著軸承的性能和壽命。而其中試驗獲得軸承保持架的動態力學特性以及溫度性能，對于改善保持架受力、溫升乃至提高軸承壽命起著至關重要的作用。

國內外學者和研究人員針對滾動軸承保持架的測試或測量開展一些研究，主要分為外觀尺寸的靜態測量(單獨保持架非旋轉態)，保持架的運動、溫度、受力的動態測量(安裝在軸承，旋轉態下)。靜態測量方面，如保持架中心高測量裝置(201310607478.6)、推力調心滾子軸承保持架兜孔測量方法，(201710620757)、一種保持架的兜孔測量工裝及測量方法(201711455714.1)、一種軸承保持架檢測儀(201720482597.7)僅是針對尺寸形狀公差進行測量，非旋轉動態測量。

國內外學者高度重視軸承保持架測量試驗研究，以獲得保持架真實原位數據，測量主要集中在運動、應變、溫度等方面。運動方面主要采用電渦流傳感器(角接觸球軸承保持架動態性能試驗裝置(201210336882.X)、一種測量滾動軸承保持架渦動的磁阻傳感器(201420538645.6))和激光位移傳感器(一種基于誤差分離技術的軸承保持架運動軌跡測量方法(201510429931.8)和配對軸承差動保持架動態特性試驗裝置(201710040221.5))。

保持架應變測量方面則多是采用應變片并結合電滑環傳輸信號，溫度方面采用熱電偶或紅外傳感器測量。由于保持架結構空間限制以及轉速與內外圈的差異，使保持架測量傳感器布置及旋轉態信號傳輸存在很大難度，導致現有保持架溫度測量多為單點、應變采用多應變傳感器(SKF、TIMKEN)進行多點測量，但需要多通道電滑環傳輸，導致其體積和質量大，增加保持架附加質量，而且沒有進行有效補償，使旋轉過程中測量結果并不能反映真實工作狀態，測量誤差大，因此多測點與測量精度存在矛盾。實際過程中，保持架除了與多個滾動體接觸外，還與引導套圈存在摩擦與接觸，保持架與各個滾動體、引導套圈處的應變、溫度均存在著差異，單一溫度和應變測量不能反映保持架特性，而且目前多是保持架應變以及溫度等參數的單獨測量，不能實現同步測量，難以獲得應變、溫度同步數據，導致保持架應變、溫度間關聯關系不明確，因此迫切一種能夠實現軸承保持架應變、溫度多測點同步測量的實驗裝置。

發明內容

本發明旨在解決現有技術中上述不足，提出一種基于光纖光柵傳感的軸承保持架測量裝置，實現基于光纖光柵傳感的保持架應變、溫度多測點分布式同步測量，設置旋轉態傳輸附加質量補償裝置，在滿足保持架應變、溫度多點同步測量同時，減小對測量結果影響，保證保持架測量精度。

為了達到上述目的，本發明采用了以下的技術方案：

一種基于光纖光柵傳感的軸承保持架測量裝置，包括軸承保持架測量裝置1、驅動裝置2、軸承箱3、徑向加載裝置4和軸向加載裝置5；