测到超出健康保持架完整性容限的大累积间距LS。
[0045]更多示意图如图4a和4b所示，它们显示本发明将要解释的可能应变信号。如图4a所示，应变信号的顶点能呈现为包括双顶点DM和偏移中心顶点OCM的多种形状，以致顶点位置最终偏离滚子中心位置立刻清晰。
[0046]进一步，如图4b所示，涉及到一些波峰的信号没有穿过零点线，同时涉及到其它波峰的信号若干次穿过零点线。这可能在低滚子载荷的条件下或者在其它具有高信噪比的情况下发生。
[0047]本发明的挑战之一是提供一种方法，该方法能从图2-4所示的信号中可靠地提取有价值的信息。
[0048]图5是显示应变信号的示意图，其中一些零交点Z1-Z4和波峰P3、P4被突出显示。本发明提出通过在球通频率峰值的两侧选择零交点来降低出错量，还提出确定滚子中心位于两个零交点之间的中点。
[0049]但是，在图5的右手侧信噪比明显增加，为了确定滚子中心而对这些波峰做出评估显而易见不能导致可靠的结果。一般来说，在二分之一基本球通频率和两倍基本球通频率之间的范围内信噪比应高于60%。
[0050]因而本发明提出将图5虚线所示的阈值Tl应用到波峰高度，仅考虑那些波峰高度在阈值Tl之上的有效波峰。
[0051]图6a显示波峰中心振幅，该波峰中心振幅可以是波峰位置处的信号值，或者可以基于先前计算得到的滚子中心位置周围的某种运行平均值来计算。图6b显示基于这些波峰计算得到的滚子间距。图右手侧的波峰低于阈值，不被用于计算图6b中的滚子间距。
[0052]图6b显示滚子间距，该滚子间距定义为相邻有效波峰位置的差值，该有效波峰位置如上文所解释的从图6a的数据中获得。
[0053]尽管未说明，但可以针对波谷深度进行类似于根据图6a的评估波峰高度的计算，波谷深度即在由两个正波峰构成的每对正波峰之间的负波峰的深度。本发明同样提出将阈值应用到这些波谷深度，仅使用那些用于评估滚子间距的波峰，这些波峰被具有足够深度的波谷明显分隔。第二条标准确保信号斜率在零交点处足够大，从而避免具有多个零交点的波峰。
[0054]在大多数情况下，选择合适的用于波峰高度和波谷深度的阈值足以实现舍弃完全不穿过零点线的波峰，或者信号不在低于零点的一侧延伸的波峰。
[0055]为了更加安全地避免上述类型的波峰被计算在内，本发明提出用于舍弃低信噪滚子应变的另一种方法，该方法可替代阈值或作为阈值的补充应用于波峰高度或波谷深度。如图7所示，计算波峰最大值与位于波峰最大值之前的零交点之间的绝对斜率或者连接中心和在前零交点的直线斜率，并将计算得到的斜率与斜率阈值进行比较。如果该斜率没有超过阈值，则舍弃与该斜率相关的波峰或波谷间距。
[0056]此外，本发明教导通过比较每个信号周期内成功确定的间距数量与每个滚道内滚子10的数量来计算用于每个滚子载荷诱导应变测量的可信百分率。其中asl和aS2是第一个和最后一个成功间距测量的FTFi角度，当η是已测量的间距的数量，ZR是存在的滚子10的数量时，则:
[0057]可信率％= (100X360)/(aS2-asl)*(SM-l)/ZR
[0058]图8提供是否基于RLIS读数实施滚子间距评估和载荷分布评估的判定过程流程图。数据处理装置接收用于旋转速度和角度误差的阈值，以及包括它们的开始角度、结束角度、开始速度和结束速度的RLIS数据。检查速度是否在某个范围内，在采集开始和结束之间速度具有有限的速度变化，在采集过程中速度变化呈线性(即，非斜升或斜降情景)。
[0059]假定在提供开始速度和结束速度的节点，在开始角度测量和采集开始、采集结束和结束角度测量之间的任何延迟都已经得到补偿。在假定速度变化呈线性的几秒内，数据处理装置利用开始角度、开始速度、结束速度和采集RLIS波形的时间跨度计算理论结束角度，接着计算与从节点获得的结束角度之间的差值。如果角度误差，即理论结束角度与实际结束角度之间的差值，大于预先确定的阈值，则不执行滚子间距算法。原始RLIS信号可被舍弃或者存储在数据库中以备将来参考。
[0060]图9提供“滚子间距”算法的高水平流程图。输入数据和阈值，在假定如上述速度变化呈线性的FTFi周期内映射这些数据。接着确定零交点、波峰位置、波峰高度、波谷位置和波谷深度，并分别存储到数组中。
[0061]接着，开始用于检测每个波峰有效性的循环，检查波峰中心与邻近零交点之间的波峰中心高度和直线斜率是否大于对应的阈值，检查波峰是否被足够深的波谷隔开。如果两个邻近的波峰被判定为有效，则将滚子间距计算为波峰位置之间的差值，并存储滚子间距。接着，检查下一个波峰。
[0062]最后，计算可信水平，并进行间距统计，以便确定最小间距、最大间距、平均间距等。
[0063]图10是根据本发明的载荷分布算法的流程图。数据处理装置从设置里读取配置数据，配置数据包括扇区数量和扇区对准。此文和下文中，词语“扇区”与“角范围”是同义词。扇区对准表示内圈或轴的上止点是否位于扇区的中心，或者是否位于两个扇区或角范围之间的边界上。
[0064]此外，数据处理装置读取由上述滚子间距算法计算得到的波峰位置和波峰高度数组，以及数据集的参数，这些参数包括RLIS样本的时间跨度、RLIS样本的数量、初始速度、最终速度和初始角度，然后数据处理装置根据对应于每个样本的轴角度和内圈角度计算开始角度和结束角度。
[0065]接着，数据处理装置把波峰中心位置转变成轴角度，并实施考虑到开始角度和扇区对准的修正。然后，角度被映射到或封入从0-360度的范围内，波峰被指定到一个扇区/角度范围。
[0066]这种映射的结果如图11所示，这是一个数据图，显示波峰高度和在把波峰位置映射到从0-360度的轴角度范围后从一个RLIS数据样本提取的波峰位置。尽管数据被分散，仍然清晰可见载荷集中在一些扇区上，图11的示例中载荷集中在扇区2和3上。如图所示为开圆的每个单独的数据点对应于一个有效波峰位置(X轴)和相关的波峰高度(y轴)。每个扇区内数据点的中值显示为实心黑线。
[0067]—旦所有的波峰都被指定到一个扇区，则计算波峰高度的中值和扇区的中心角度。包含中值和中心角度的数组被存储、发送或者显示，例如以图12所示的圆形图的形式，其中每个扇区内数据点的中值显示为实心黑线。扇区的中心角度显示为虚线。
[0068]滚子载荷分布算法并不局限于使用根据滚子间距算法计算得到的波峰位置和波峰高度，而是能在本发明的其它实施例中以独立的方式确定波峰位置和波峰高度。例如，在确定载荷分布时，可免除上述与图7相关的最小斜率的要求。
【主权项】
1.一种用于检测滚子轴承内载荷分布的方法，所述滚子轴承具有至少一列滚子和连接到第一圈的应变传感器，其中所述第一圈构造为相对于第二圈旋转，其特征在于， 所述方法包括以下步骤: a.检测从该应变传感器中获得的滚子载荷诱导应变信号中的波峰高度和波峰位置；和 b.计算作用在所述第二圈的至少一个角度范围上的载荷，所述计算利用落入所述角度范围内的若干波峰位置的波峰高度。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，计算作用在至少一个角度范围上的载荷的步骤包括计算在所述角度范围内的波峰高度的中值。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括输出数组的步骤，所述数组包含为所述第二圈的每个扇区计算得到的所述中值。4.如前述权利要求1至3其中之一所述的方法，其特征在于，为覆盖所述第二圈完整圆周的若干同尺寸扇区计算载荷数值。5.如前述权利要求1至3其中之一所述的方法，其特征在于，所述方法包括下列步骤: a.高通或带通过滤所述应变信号； b.确定已高通过滤的应变信号的零交点； c.将波峰位置确定为所述信号相邻零交点之间的中点；和 d.利用波峰位置处的滚子载荷诱导应变信号确定波峰高度。6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括下列步骤: a.确定所述应变信号波峰的波峰高度和波峰位置； b.确定所述应变信号中波谷的波谷深度和波谷位置； c.将所述波峰高度和波谷深度分别与预定的阈值进行比较；和 d.仅当波峰与它的相邻波峰之间的相关波峰高度和波谷深度低于各自的阈值时，才在确定载荷分布的步骤中利用所述波峰高度。7.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括以下步骤:确定线性函数的斜率，所述线性函数连接所述零交点和跟随所述零交点的波峰的波峰高度；以及如果所述斜率达不到预定最小斜率，则出于确定载荷分布的目的舍弃所述波峰。8.如前述权利要求1至3其中之一所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括将所述滚子载荷诱导应变信号映射到与所述第二圈上的角位置有关的角度依赖信号的步骤。9.一种数据处理装置，所述装置包括用于接收滚子载荷诱导应变信号的至少一个界面，其中所述数据处理装置实施根据前述权利要求1至8其中之一的方法。10.根据权利要求9所述的数据处理装置，还包括无线发射器，其构造为与滚子轴承连接。11.一种滚子轴承，其配备有用于捕获滚子载荷诱导应变信号的至少一个应变传感器和根据权利要求9或10的数据处理装置。
【专利摘要】一种用于检测滚子轴承内载荷分布的方法，滚子轴承具有至少一列滚子和连接到第一圈的应变传感器，其中该第一圈构造为相对于第二圈旋转。提出的方法包括以下步骤：检测从应变传感器中获得的滚子载荷诱导应变信号中的波峰高度和波峰位置；和计算作用在该第二圈的至少一个角度范围上的载荷，该计算利用落入所述角度范围内的若干波峰位置的波峰高度。
【IPC分类】G01M13/04
【公开号】CN105510031
【申请号】CN201510916311
【发明人】A·汤姆森
【申请人】斯凯孚公司
【公开日】2016年4月20日
【申请日】2015年10月13日
【公告号】EP3009824A1, US20160103028