轴承结构制造技术

本发明专利技术涉及一种轴承结构，包括轴承主体、信号处理器、信号发射器和电源，轴承主体包括轴承内圈和轴承外圈，轴承内圈和轴承外圈之间通过轴承保持架相对转动装配，轴承外圈的至少一个侧壁的至少一部分区域形成有至少一层敏感涂层，敏感涂层上设置有敏感凹槽，敏感凹槽被配置为用于随温度变化发生相应的电阻变化，信号处理器设置在轴承外圈，信号处理器与敏感凹槽电连接，信号发射器设置在轴承外圈，信号发射器与信号处理器电连接，电源设置在轴承外圈。上述轴承结构通过在轴承外圈集成可以实时获取温度信息的敏感涂层，能够实现近距离原位监测轴承结构的工作状态，获取轴承真实测量值，减小由于信号传输引起的损耗。减小由于信号传输引起的损耗。减小由于信号传输引起的损耗。

【技术实现步骤摘要】
轴承结构


[0001]本专利技术涉及轴承
，特别是涉及一种轴承结构。

技术介绍

[0002]轴承的温度和应变是能够体现轴承工作状态的两个重要参数，实时监测轴承的温度、应变有助于了解轴承的工作状态，从而进行适时调整，避免操作失误和过载运转等情况造成不必要的损失。
[0003]目前常用的监测方法有内植入式和外挂式。内植入式是对轴承内部进行开槽、开洞、修改尺寸等，将监测传感器植入轴承内部，缺点是监测传感器的安装空间受限，容易因轴承结构的改变影响轴承受力形式，进而影响轴承寿命，产生布线困难、监测传感器工作环境恶劣等问题，如高温、油污、摩擦等环境。
[0004]外挂式是在轴承附近位置、周边零部件上安装监测传感器，例如将监测传感器安装在轴承座上或靠近轴承座的结构上，缺点是轴承产生故障的位置距离监测传感器的安装位置较远，由于监测传感器远离信号源，所测得的信号会受到环境噪声的影响、偏离真实值，导致测量精度不佳，而且信号在传输过程中也容易发生能量损耗，尤其在采集轴承振动信号时，信号需要通过轴承座或其它零部件传递到监测传感器，信号在传输过程会产生衰减，导致传感器不易检测到早期故障信号。

技术实现思路

[0005]基于此，有必要针对检测效果不佳的问题，提供一种轴承结构。
[0006]本申请还提供了一种轴承结构，所述轴承结构包括：
[0007]轴承主体，所述轴承主体包括轴承内圈和轴承外圈，所述轴承内圈和所述轴承外圈之间通过轴承保持架相对转动装配，所述轴承外圈的至少一个侧壁的至少一部分区域形成有至少一层敏感涂层，所述敏感涂层上设置有敏感凹槽，所述敏感凹槽被配置为用于随温度变化发生相应的电阻变化；
[0008]信号处理器，设置在所述轴承外圈，所述信号处理器与所述敏感凹槽电连接，用于根据所述敏感凹槽的电阻变化生成所述轴承主体的温度信息；
[0009]信号发射器，设置在所述轴承外圈，所述信号发射器与所述信号处理器电连接，用于向接收端无线发送所述温度信息；
[0010]电源，设置在所述轴承外圈，用于向所述敏感涂层、所述信号处理器和/或所述信号发射器供电。
[0011]在其中一个实施例中，所述轴承外圈的侧壁设置有抛光区域，所述敏感涂层直接或间接形成在所述抛光区域上。
[0012]在其中一个实施例中，所述抛光区域上形成有绝缘层，所述敏感涂层形成在所述绝缘层上，并通过所述绝缘层间接形成在所述抛光区域上。
[0013]在其中一个实施例中，所述敏感凹槽包括两个电极槽以及连接在两个所述电极槽
之间的敏感栅槽，所述电极槽内形成有电极层。
[0014]在其中一个实施例中，所述敏感涂层上形成有保护层，所述保护层包括覆盖所述电极层的电极保护层和/或覆盖所述敏感栅槽的敏感栅保护层。
[0015]在其中一个实施例中，所述抛光层、所述绝缘层、所述敏感涂层和所述保护层的相邻层面之间形成有粘接层。
[0016]在其中一个实施例中，所述敏感涂层为层叠的两层，每层上均开设所述敏感凹槽，两层所述敏感层上开设的两个所述敏感凹槽的敏感栅槽相互垂直。
[0017]在其中一个实施例中，所述敏感涂层内开设两个所述敏感凹槽，两个所述敏感凹槽的敏感栅槽相互配合构成叉指结构。
[0018]在其中一个实施例中，所述敏感涂层的材料为石墨烯金属复合材料或金属材料；和/或，
[0019]所述抛光层的粗糙度在200nm以下；和/或，
[0020]所述绝缘层的材料为氧化硅、氮化硅、氧化铝中的任意一种或组合；和/或，
[0021]所述电极层的材料为铜、银、金中的任意一种或组合；和/或，
[0022]所述电极保护层的材料为氧化硅、氮化硅、氧化铝中的任意一种或组合，或者电极保护层的材料为有机树脂材料；和/或，
[0023]所述敏感栅保护层的材料为氧化硅，氮化硅，氧化铝中的任意一种或组合；和/或，
[0024]所述粘接层的材料为镍、镍铬或铬中的任意一种。
[0025]在其中一个实施例中，所述敏感涂层的厚度为100nm至1μm；和/或，
[0026]所述绝缘层的厚度为1μm至3μm；和/或，
[0027]所述电极层的厚度为100nm至1μm；和/或，
[0028]所述电极保护层的厚度为1μm至3μm；和/或，
[0029]所述敏感栅保护层的厚度为1μm至3μm；和/或，
[0030]所述粘接层的厚度为90nm至110nm。
[0031]上述轴承结构，无需破坏或改变轴承结构的本身结构，保证了轴承结构的原设计结构与强度，通过在轴承外圈集成可以实时获取温度信息的敏感涂层，能够实现近距离原位监测轴承结构的工作状态，获取轴承真实测量值，减小由于信号传输引起的损耗，该结构形式充分解决了由于空间狭小不足而引起的安装传感器、布线等困难问题。
附图说明
[0032]图1为本专利技术一个实施例提供的轴承结构的装配示意图；
[0033]图2为本专利技术一个实施例提供的敏感凹槽的结构示意图；
[0034]图3为本专利技术另一个实施例提供的敏感凹槽的结构示意图；
[0035]图4为本专利技术又一个实施例提供的敏感凹槽的结构示意图；
[0036]图5为本专利技术一个实施例提供的绝缘层、敏感涂层、电极层和保护层的层面结构爆炸示意图；
[0037]图6为本专利技术一个实施例提供的信号处理器、信号发射器、切割线圈、环形挡盖的装配结构示意图；
[0038]图7为本专利技术一个实施例提供的主轴承的第一方向剖视图；
[0039]图8为本专利技术一个实施例提供的主轴承的第二方向剖视图；
[0040]图9为本专利技术一个实施例提供的辅轴承的第一方向剖视图；
[0041]图10为本专利技术一个实施例提供的辅轴承的第二方向剖视图；
[0042]图11a为本专利技术一个实施例提供的具有敏感凹槽图案的掩膜版示意图；
[0043]图11b为本专利技术一个实施例提供的具有敏感栅槽图案的掩膜版示意图；
[0044]图11c为本专利技术一个实施例提供的具有电极槽图案的掩膜版示意图。
[0045]附图标号：
[0046]100、轴承主体；200、敏感涂层；300、信号处理器；400、信号发射器；500、切割线圈；600、环形挡盖；700、转轴；800、轴套；900、端盖；
[0047]110、轴承内圈；120、轴承外圈；130、轴承保持架；140、垫片；
[0048]210、敏感凹槽；220、抛光区域；230、绝缘层；
[0049]240、电极层；250、保护层；
[0050]211、电极槽；212、敏感栅槽；
[0051]251、电极保护层；252、敏感栅保护层；
[0052]111、主轴承内圈；112、辅轴承内圈；
[0053]121、主轴承外圈；122、辅轴承外圈；
[0054]131、主轴承保持架；132、辅轴承保持架；...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种轴承结构，其特征在于，所述轴承结构包括：轴承主体，所述轴承主体包括轴承内圈和轴承外圈，所述轴承内圈和所述轴承外圈之间通过轴承保持架相对转动装配，所述轴承外圈的至少一个侧壁的至少一部分区域形成有至少一层敏感涂层，所述敏感涂层上设置有敏感凹槽，所述敏感凹槽被配置为用于随温度变化发生相应的电阻变化；信号处理器，设置在所述轴承外圈，所述信号处理器与所述敏感凹槽电连接，用于根据所述敏感凹槽的电阻变化生成所述轴承主体的温度信息；信号发射器，设置在所述轴承外圈，所述信号发射器与所述信号处理器电连接，用于向接收端无线发送所述温度信息；电源，设置在所述轴承外圈，用于向所述敏感涂层、所述信号处理器和/或所述信号发射器供电。2.根据权利要求1所述的轴承结构，其特征在于，所述轴承外圈的侧壁设置有抛光区域，所述敏感涂层直接或间接形成在所述抛光区域上。3.根据权利要求2所述的轴承结构，其特征在于，所述抛光区域上形成有绝缘层，所述敏感涂层形成在所述绝缘层上，并通过所述绝缘层间接形成在所述抛光区域上。4.根据权利要求3所述的轴承结构，其特征在于，所述敏感凹槽包括两个电极槽以及连接在两个所述电极槽之间的敏感栅槽，所述电极槽内形成有电极层。5.根据权利要求4所述的轴承结构，其特征在于，所述敏感涂层上形成有保护层，所述保护层包括覆盖所述电极层的电极保护层和/或覆盖所述敏感栅槽的敏感栅保护层。6.根据权利要求5所述的轴承结构，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：李学瑞，李炯利，罗圭纳，王刚，于公奇，王旭东，
申请(专利权)人：北京石墨烯技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：