[發明專利]具有安裝在座上的至少兩種類型的感測元件的軸承單元

在審

• 申請號: 202011202368.8
• 申請日: 2020-11-02
• 公開（公告）號: CN112780670A
• 公開（公告）日: 2021-05-11
• 發明（設計）人: 沃爾夫岡·格蘭茨;塞巴斯蒂安·齊格勒
• 申請（專利權）人: 斯凱孚公司
• 主分類號: F16C19/52
• 分類號: F16C19/52;F16C19/54;F16C33/76;G01M13/04
• 代理公司: 北京智沃律師事務所 11620
• 代理人: 梁晨

一種軸承單元(10)包括座(12)和安裝在所述座(12)中的至少一個軸承(14，16，18)。軸承單元(10)包括至少一個載荷感測元件(30，31，32)和固定在座(12)上的至少一個振動感測元件(33，34)。

技術領域

本發明涉及軸承的狀況監測的領域，用于通過主動地感測載荷來進行控制處理。

更特別地，本發明涉及配備有諸如光纖的光纖感測元件(/纖維光學感測元件)(fiber optical sensing element，稱為FOS)的滾動軸承。

背景技術

光纖通常包括用于感測圍繞軸承的圈的圓周均勻地分布的位置(例如，用于感測滾動元件之外的至少一個位置)的多個光纖布拉格光柵(fiber Bragg gratings，稱為FBG)。

光纖感測可用于監測機器，諸如，以下面的機器為例：泵、壓縮機、風力渦輪機、船舶推進系統、航空推進系統和例如在諸如油氣、礦山、船舶、造紙(紙漿和紙張)、航空航天等……的應用中使用的其他旋轉機器以及需要長距離信號的任何裝備(/設施)(installations)。

可以參照文獻US 2016/0305845-A1和US 2013/188897-A1和WO 2011/066926，這些文獻描述了具有設置在軸承的外圈的外表面上的周向槽的軸承的示例，所述槽中的每個容納用于測量軸承載荷的光纖感測元件。

然而，在這種構造中，光纖感測元件在軸承的運輸期間遭受到損壞。

在旋轉機器中，旋轉軸的載荷主要由軸承支承。因此，至關重要的是減少維護時間和組裝的復雜性，從而使機器的工作時間最大化。借助狀況監測系統，可以改善維護計劃。

由于例如在游輪(cruise liner)中使用的軸承的更換操作通常在并非最適合更換軸承的施工場地(construction site)中實現，因此旋轉部件可能會暴露于天氣、濕氣、污染和不受控制的溫度漂移中而導致傳感器系統的測量精度不足。這可能會導致所述傳感器系統的錯誤校準的風險。

需要改善軸承狀況(諸如載荷)的知識(/資料/信息)(knowledge)，以改善軸承壽命的預測和故障檢測。

發明內容

因此，本發明的目的在于提供一種易于組裝，感測元件的損壞風險減小且具有改善的測量精度的軸承單元。

本發明的特別目標在于提供一種軸承單元，軸承單元包括座和安裝在所述座內部的至少一個軸承。

軸承單元包括至少一個載荷感測元件和固定在座上的至少一個振動感測元件。

所述至少一個載荷感測元件不同于所述至少一個振動感測元件。換句話說，軸承單元包括座和安裝在所述座上的兩種不同類型的感測元件。

軸承被構造為支撐從軸作用到軸承座組件的力?？梢愿鼡Q軸承而不損壞座。

座用作載荷單元(/荷重元)(load cell)，放大力并將加速度傳遞到感測元件。

力和振動信號用作用于軸承狀況監測和壽命預測的輸入，從而評估軸承性能。

有利地，至少一個載荷感測元件安裝在設置在座的孔上的槽中，軸承安裝在所述孔中。

例如，軸承在軸向上安裝在座的兩個軸向相對的肩部之間，所述至少一個載荷感測元件安裝在設置在座的肩部中的至少一者上的槽中。

在實施方式中，所述至少一個振動感測元件安裝在座的前表面(frontalsurface)上。

在實施方式中，所述至少一個振動感測元件安裝在座的外周表面上。

例如，軸承包括在徑向上安裝在座中的至少兩個軸承，例如，一個環形滾子軸承和一個球形滾子推力軸承。