带有距离传感器和锥形槽的轴承制造技术

一种带有距离传感器和锥形槽的，所述轴承包括能够相对于彼此同心地旋转的第一圈(10)和第二圈(12)。至少一个第一锥形槽(50)和至少一个第二锥形槽(52)形成在所述第二圈上并且朝向所述第一圈(10)取向。所述轴承还包括：至少一个第一距离传感器(24)，安装在所述第一圈上，并且面对所述第二圈的第一锥形槽的锥形壁(50a)；以及至少一个第二距离传感器(25)，安装在所述第一圈上，并且面对所述第二圈的第二锥形槽的锥形壁(52a)，第一锥形槽的锥形壁(50a)和第二锥形槽的锥形壁(52a)沿着相反的两个方向倾斜地延伸。向倾斜地延伸。向倾斜地延伸。

【技术实现步骤摘要】
带有距离传感器和锥形槽的轴承


[0001]本专利技术涉及轴承的领域。
[0002]本专利技术尤其涉及大直径滚动轴承(large
‑
diameter rolling bearing)的领域，所述大直径滚动轴承可适应(accommodate)轴向负载和径向负载，并且具有绕着在轴向方向上延伸(run)的旋转轴线同心地配置的内圈和外圈。

技术介绍

[0003]这种大直径滚动轴承可以用于例如隧道掘进机(/隧道钻机)(tunnel boring machine)、采矿挖掘机(mining extraction machine)或风力涡轮机中。
[0004]一种大直径滚动轴承包括两个同心(/同轴)(concentric)的内圈和外圈以及配置在内圈与外圈之间的至少两列滚动元件(诸如，滚子)。这种滚动轴承通常在轴向上和在径向上承载常常相对大的负载。在这种情况下，涉及定向滚子轴承或回转(slew)滚子轴承。
[0005]由于重负载，滚动轴承的部件(更特别地为滚动元件的滚道)磨损。圈和滚动元件的磨损导致初始轴承间隙(clearance)的显著增加。超过一定值的磨损可能会导致严重的轴承故障。
[0006]通过由于间隙增加导致的圈的相对轴向和径向位移来测量轴承的磨损有助于预测轴承的剩余寿命。
[0007]这种不希望的运动影响轴承和应用的正常运行，且具有使轴承圈接触和碰撞(collide)的风险。附接到轴承圈的其他元件也可能会碰撞。
[0008]通常在轴承磨损时更换轴承。这种维护干预是昂贵的，尤其是因为机器或设施需要停机。因此，期望在轴承圈之间的任何接触之前及时地执行这种维护干预，但也不要太早。
[0009]为了在其服务寿命(/使用寿命)期间监测轴承状态，在专利申请FR
‑
A1
‑
3041396中公开的滚动轴承包括固定到内圈的环形磁性目标(/靶)(target)以及安装在外圈上并且面向磁性目标的传感器。因此，可以检测内圈与外圈之间的轴向相对运动和角相对运动。
[0010]然而，这需要将环形磁性目标安装在直径可以为几米的内圈上。
[0011]此外，在使用这种磁性目标的情况下，测量内圈与外圈之间的轴向位移受径向位移的影响。实际上，当测量磁性目标的轴向位移时，目标与传感器之间的空隙(/气隙)(airgap)随着圈之间的径向相对运动而变化，使得测量精度较低，甚至无法测量。

技术实现思路

[0012]本专利技术的一个目的是克服这些缺点。
[0013]本专利技术涉及一种轴承，所述轴承包括能够相对于彼此同心地旋转的第一圈和第二圈。
[0014]根据一般特征，至少第一锥形槽(/锥形凹槽)(tapered groove)和至少第二锥形槽形成在第二圈上并且朝向第一圈取向。
[0015]根据另一一般特征，所述轴承还包括至少一个第一距离传感器，所述至少一个第一距离传感器安装在第一圈上，并且面对第二圈的第一锥形槽的锥形壁(tapered wall)，所述第一锥形槽的锥形壁相对于所述轴承的轴线倾斜。第一距离传感器的纵向轴线垂直于第一锥形槽的所述锥形壁。
[0016]根据另一一般特征，所述轴承还包括至少一个第二距离传感器，所述至少一个第二距离传感器安装在第一圈上，并且面对第二圈的第二锥形槽的锥形壁，所述第二锥形槽的锥形壁相对于所述轴承的轴线倾斜。第二距离传感器的纵向轴线垂直于第二锥形槽的所述锥形壁。
[0017]第一槽的锥形壁和第二槽的锥形壁沿着相反的两个方向倾斜地延伸。
[0018]由于本专利技术，可以精确地检测圈之间的轴向相对位移和径向相对位移。实际上，至少两个距离传感器的信号的组合允许计算这些轴向相对位移和径向相对位移。此外，由于第一距离传感器和第二距离传感器中的每一者检测与其纵向轴线垂直的表面，因此提高了测量的灵敏度(sensitivity)和线性度(linearity)。
[0019]另外，无需在第一圈和第二圈中一个圈上安装环形磁性目标。第一槽和第二槽可以容易地在相关联的圈上加工(得到)。
[0020]每个锥形槽的锥形壁可以是所述槽的锥形底部或所述槽的任何其他锥形部分。
[0021]优选地，第二圈的第一锥形槽和第二锥形槽中的每个是环形的。因此，无论圈的旋转位置如何，都可以检测圈之间的轴向相对位移和径向相对位移。
[0022]在一个实施方式中，第二锥形槽的锥形壁相对于所述轴承的径向平面至少部分地与第一锥形槽的锥形壁对称。
[0023]有利地，第二锥形槽可以从第一锥形槽在轴向上(/轴向地)(axially)延伸。因此，第一槽和第二槽的加工可以在一个单个操作中完成(/获得)。
[0024]在一个实施方式中，第二锥形槽的锥形壁可以延伸(extends)第一锥形槽的锥形壁。
[0025]在一个实施方式中，第一圈包括单个通孔(/贯通孔)(through
‑
hole)，第一距离传感器和第二距离传感器至少部分地布置在所述单个通孔内部。有利地，所述轴承还可以包括套管(/机壳/护罩)(casing)，所述套管支撑第一距离传感器和第二距离传感器并且安装在第一圈的通孔内部。
[0026]因此，第一距离传感器和第二距离传感器可以首先安装在套管上，然后插入到相关联的通孔中，并且以容易的方式配置在它们的最终位置中。优选地，所述套管密封通孔。
[0027]第一圈的通孔可以从轴向圆柱形表面(在径向上定位在与第二圈相对的一侧)在径向上延伸，并且在所述第一圈的相对轴向圆柱形表面(在径向上面对第二圈)上开口。
[0028]有利地，所述轴承还包括控制单元，所述控制单元连接到第一距离传感器和第二距离传感器，并且适于基于以下公式计算第一圈与第二圈之间的相对轴向位移Da和相对径向位移Dr的值：
[0029][0030][0031]其中：
[0032]ΔS24是第一距离传感器对第一锥形槽的锥形壁的差分测量值，
[0033]ΔS25是第二距离传感器对第二锥形槽的锥形壁的差分测量值，
[0034]β是第一槽的锥形壁的第一锥角(taper angle)的值，
[0035]α是第二槽的锥形壁的第二锥角的值，并且
[0036]且
[0037]在一个实施方式中，第一槽的锥形壁的第一锥角与第二槽的锥形壁的第二锥角不同。
[0038]在替代实施方式中，所述锥形壁可以具有相等的第一锥角和第二锥角。在这种情况下，可以基于以下公式计算第一圈与第二圈之间的相对轴向位移Da和相对径向位移Dr：
[0039][0040][0041]其中：
[0042]β是第一槽的锥形壁的第一锥角的值和第二槽的锥形壁的第二锥角的值。
[0043]控制单元可以远离轴承的组件定位。作为一种选择，控制单元可以安装在轴承的组件中的一个(例如，第一圈或第二圈)上。
[0044]在一个实施方式中，第一距离传感器和第二距离传感器在周向方向上彼此间本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种轴承，所述轴承包括能够相对于彼此同心地旋转的第一圈(10)和第二圈(12)，其特征在于，至少一个第一锥形槽(50)和至少一个第二锥形槽(52)形成在所述第二圈上并且朝向所述第一圈(10)取向，所述轴承还包括：至少一个第一距离传感器(24)，安装在所述第一圈上，并且面对所述第二圈的第一锥形槽的锥形壁(50a)，所述第一锥形槽的锥形壁(50a)相对于所述轴承的轴线(X
‑
X')倾斜，所述第一距离传感器(24)的纵向轴线(62)垂直于所述第一锥形槽的锥形壁(50a)；以及至少一个第二距离传感器(25)，安装在所述第一圈上，并且面对所述第二圈的第二锥形槽的锥形壁(52a)，所述第二锥形槽的锥形壁(52a)相对于所述轴承的轴线(X
‑
X')倾斜，所述第二距离传感器(25)的纵向轴线(68)垂直于所述第二锥形槽的锥形壁(52a)，所述第一锥形槽的锥形壁(50a)和所述第二锥形槽的锥形壁(52a)沿着相反的两个方向倾斜地延伸。2.根据权利要求1所述的轴承，其特征在于，所述第二圈的第一锥形槽(50)和第二锥形槽(52)中的每一者是环形的。3.根据权利要求1或2所述的轴承，其特征在于，所述第二锥形槽的锥形壁(52a)相对于所述轴承的径向平面至少部分地与所述第一锥形槽的锥形壁(50a)对称。4.根据前述权利要求中任一项所述的轴承，其特征在于，所述第二锥形槽(52)从所述第一锥形槽(50)在轴向上延伸。5.根据权利要求4所述的轴承，其特征在于，所述第二锥形槽的锥形壁(52a)延伸所述第一锥形槽的锥形壁(50a)。6.根据前述权利要求中任一项所述的轴承，其特征在于，所述第一圈(10)包括单个通孔(54)，所述第一距离传感器(24)和所述第二距离传感器(25)至少部分地布置在所述单个通孔(54)内部。7.根据权利要求6所述的轴承...

【专利技术属性】
技术研发人员：弗兰克，
申请(专利权)人：斯凯孚公司，
类型：发明
国别省市：