轴承组件的制作方法

1.本发明涉及轴承领域，具体地，涉及一种轴承组件。


背景技术：

2.轴承广泛地应用于机械设备中，以支撑机械旋转体，降低该机械旋转体在运动过程中的摩擦系数并且保证其回转精度。
3.轴承上承受的负载能够反映轴承的运行条件，并且将影响轴承的使用寿命。因此，期望获得轴承承受的负载的信息，以例如监控其运行条件，并且还可以选择基于检测到的运行条件优化对轴承的运行条件进行优化。但是，目前用于检测轴承的负载的装置具有无法在轴承的运行环境中确保连接牢固、可靠工作的问题，并且由于要与轴承连接而对轴承的尺寸有要求。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种可靠性高、耐高温且部件间兼容性好的轴承组件。
5.本发明提供一种轴承组件，其包括轴承模块和用于检测所述轴承模块承受的负载的负载测量模块，
6.其中，
7.所述负载测量模块包括铁磁检测环和布置在所述检测环中的线圈对，所述线圈对包括驱动线圈和感测线圈，以及
8.所述轴承模块包括径向内侧构件和径向外侧构件，并且，所述径向内侧构件和所述径向外侧构件分别被构造为与一个外部构件配合以实现所述外部构件之间的运动彼此独立，其中，所述径向内侧构件和所述径向外侧构件中的一者被构造静止件，
9.其中，所述铁磁检测环紧密地套设在所述轴承模块的静止件的内圆周面或外圆周面上，所述驱动线圈用于在通电时提供磁场，并且，所述负载测量模块根据所述感测线圈的基于所述磁场的变化而发生变化的感应电气参数确定所述轴承模块承受的负载。
10.根据本发明的实施例，所述轴承模块被构造为滚动轴承，所述静止件被构造为内圈或外圈，所述滚动轴承还包括位于所述内圈和所述外圈之间的滚动体和保持架。
11.根据本发明的实施例，所述轴承模块的所述静止件由抗磁性材料制造。
12.根据本发明的实施例，所述铁磁检测环上设置有在轴向方向上延伸的多个通孔，并且，所述线圈对以在相邻两个所述通孔中穿过的方式缠绕在所述铁磁检测环上。
13.根据本发明的实施例，所述铁磁检测环的所述通孔中安装有温度传感器，以在所述负载测量模块确定所述轴承模块承受的负载时，考虑温度对所述磁场的影响。
14.根据本发明的实施例，所述铁磁检测环上设置有在径向方向上相对的多个所述线圈对。
15.根据本发明的实施例，所述抗磁性材料包括不锈钢和陶瓷。
16.根据本发明的实施例，所述线圈由耐高温电线制造。
17.根据本发明的实施例，所述铁磁检测环与所述静止件被构造为或过盈配合，或焊接在一起，或粘接在一起。
18.根据本发明的实施例，所述感测线圈的所述感应电气参数包括电压和电流。
附图说明
19.图1示意性地示出根据本发明第一实施例的轴承组件。
20.图2示意性地示出根据本发明第二实施例的轴承组件。
具体实施方式
21.以下将结合附图描述根据本发明的轴承组件的具体实施方式。下面的详细描述和附图用于示例性地说明本发明的原理，本发明不限于所描述的优选实施例，本发明的保护范围由权利要求书限定。
22.此外，空间相关术语(诸如“上”、“下”、“左”和“右”等)用于描述附图所示的元件与另一个元件的相对位置关系。因此，空间相关术语可以应用到使用时与附图所示的方向不同的方向中。显然，虽然为了易于说明，所有这些空间相关术语指的是附图所示的方向，但是本领域技术人员能够理解可以使用与附图中所示的方向不同的方向。
23.图1示意性地示出根据本发明第一实施例的轴承组件。以下参照图1描述根据本发明第一实施例的轴承组件。
24.如图1所示，根据本发明第一实施例的轴承组件10包括轴承模块和用于检测轴承模块承受的负载的负载测量模块。在图1示出的实施例中，轴承模块被构造为滚动轴承，该滚动轴承包括内圈1、外圈2和位于内圈1和外圈2之间的滚动体3和保持架4。以及，外圈2被构造为静止件，负载测量模块紧密地套设在滚动轴承的外圈2的外圆周面上。以下详细描述根据本发明第一实施例的轴承组件中的负载测量模块。
25.继续参照图1进行描述。如图1所示，负载测量模块包括铁磁检测环5和布置在检测环5中的线圈对6，线圈对6包括驱动线圈和感测线圈。具体地，负载测量模块中的铁磁检测环5紧密地套设在滚动轴承的外圈2的外圆周面上。根据本发明的实施例，铁磁检测环5与滚动轴承的外圈5被构造为或过盈配合，或焊接在一起，或粘接在一起，以实现铁磁检测环5与滚动轴承的外圈2之间的紧密连接。此外，如图1所示，铁磁检测环5上设置有在轴向方向上延伸的多个通孔，并且，线圈对6以在相邻两个通孔中穿过的方式缠绕在铁磁检测环5上。线圈对6中的驱动线圈用于在通电时提供磁场，并且，线圈对6中的感测线圈在该磁场的作用下而感应产生电流。
26.本发明的轴承组件中的负载测量模块的工作原理是：铁磁检测环由铁磁材料制造，铁磁材料在受力时磁导率发生变化。在驱动线圈通电时提供磁场的情形下，该磁导率的变化将影响感应线圈的感应电气参数(例如，感应电流或电压)，由此，感应线圈的感应电气参数发生变化。
27.因此，在根据本发明第一实施例的轴承组件中，由于铁磁检测环5紧密地套设在滚动轴承的外圈2的外圆周面上，所以当滚动轴承承受负载时，铁磁检测环5、特别是铁磁检测环5的通孔之间的支撑梁将同样地承受该负载。在铁磁检测环5承受负载的情形下，铁磁检测环5的磁导率发生变化，并且，该磁导率的变化将影响感应线圈的感应电气参数(例如，感
应电流或电压)，由此，感应线圈的感应电气参数(例如，感应电流或电压)发生变化。因此，基于感应线圈的感应电气参数的变化确定铁磁检测环5的各段支撑梁承受的负载，并且计算各段支撑梁的负载的合力，以作为轴承模块承受的负载。
28.根据本发明的第一实施例，负载检测模块还可以包括温度传感器7，该温度传感器7设置在铁磁检测环5的通孔中，并且，温度传感器7与线圈对6共用一个通孔。鉴于温度是影响铁磁检测环5的导磁率的一个因素，因此，温度传感器7能够用于校正负载测量模块确定的轴承模块承受的载荷，以在负载测量模块确定轴承模块承受的负载时，考虑温度对磁场的影响。
29.图2示意性地示出根据本发明第二实施例的轴承组件。以下参照图2描述根据本发明第二实施例的轴承组件。
30.如图2所示，根据本发明第二实施例的轴承组件20包括轴承模块和用于检测轴承模块承受的负载的负载测量模块。在图2示出的实施例中，轴承模块被构造为滚动轴承，该滚动轴承包括内圈1、外圈2和位于内圈1和外圈2之间的滚动体3和保持架4。以及，内圈1被构造为静止件，负载测量模块紧密地套设在滚动轴承的内圈1的内圆周面上。以下详细描述根据本发明第二实施例的轴承组件中的负载测量模块。
31.继续参照图2进行描述。如图2所示，负载测量模块包括铁磁检测环5和布置在检测环5中的线圈对6，线圈对6包括驱动线圈和感测线圈。具体地，负载测量模块中的铁磁检测环5紧密地套设在滚动轴承的内圈1的外圆周面上。根据本发明的实施例，铁磁检测环5与滚动轴承的内圈1被构造为或过盈配合，或焊接在一起，或粘接在一起，以实现铁磁检测环5与滚动轴承的内圈1之间的紧密连接。此外，如图2所示，铁磁检测环5上设置有在轴向方向上延伸的多个通孔，并且，线圈对6以在相邻两个通孔中穿过的方式缠绕在铁磁检测环5上。线圈对6中的驱动线圈用于在通电时提供磁场，并且，线圈对6中的感测线圈在该磁场的作用下而感应产生电流。
32.本发明的轴承组件中的负载测量模块的工作原理是：铁磁检测环由铁磁材料制造，铁磁材料在受力时磁导率发生变化。在驱动线圈通电时提供磁场的情形下，该磁导率的变化将影响感应线圈的感应电气参数(例如，感应电流或电压)，由此，感应线圈的感应电气参数发生变化。
33.因此，在根据本发明第二实施例的轴承组件中，由于铁磁检测环5紧密地套设在滚动轴承的内圈1的内圆周面上，所以当滚动轴承承受负载时，铁磁检测环5、特别是铁磁检测环5的通孔之间的支撑梁将同样地承受该负载。在铁磁检测环5承受负载的情形下，铁磁检测环5的磁导率发生变化，并且，该磁导率的变化将影响感应线圈的感应电气参数(例如，感应电流或电压)，由此，感应线圈的感应电气参数(例如，感应电流或电压)发生变化。因此，基于感应线圈的感应电气参数的变化确定铁磁检测环5的各段支撑梁承受的负载，并且计算各段支撑梁的负载的合力，以作为轴承模块承受的负载。
34.根据本发明的第二实施例，负载检测模块还可以包括温度传感器7，该温度传感器7设置在铁磁检测环5的通孔中，并且，温度传感器7不与线圈对6共用通孔而设置在专用通孔中。鉴于温度是影响铁磁检测环5的导磁率的一个因素，因此，温度传感器7能够用于校正负载测量模块确定的轴承模块承受的载荷，以在负载测量模块确定轴承模块承受的负载时，考虑温度对磁场的影响。
35.因此，在根据本发明的轴承组件中，负载测量模块通过驱动线圈用于在通电时提供磁场、并且根据感测线圈的基于磁场变化而发生变化的电气参数确定轴承模块承受的负载。
36.而且，本发明的轴承组件的轴承模块和负载测量模块之间的连接不易由于高温或冲击而断开连接，因此，连接稳定，使得轴承组件的可靠性高。此外，本发明的轴承组件中的负载测量模块以紧密套设的方式与轴承模块连接，因此，对轴承模块的尺寸没有要求，这有利于本发明的轴承组件的部件之间的兼容性。另外，相较于传统位移传感器，本发明的轴承组件中的负载测量模块的各部件具有耐高温的特点。本发明的目的是提供一种可靠性高、耐高温且部件间兼容性好的轴承组件。
37.根据本发明的实施例，所述铁磁检测环上设置有在径向方向上相对的多个所述线圈对。但是这仅仅示例，在一些工况下，可以仅设置一对线圈对。
38.根据本发明的实施例，所述轴承模块的所述静止件由抗磁性材料制造，以避免轴承模块磁化后会吸附颗粒物和灰尘等而导致轴承快速失效。
39.根据本发明的实施例，所述抗磁性材料包括不锈钢和陶瓷。
40.根据本发明的实施例，所述线圈由耐高温电线制造。
41.本领域技术人员能够理解，尽管以上参照附图描述的本发明的轴承组件中的轴承模块具体地为滚动轴承，但是这仅仅示例，本发明的轴承组件的轴承模块不限于此。例如，本发明的轴承组件中的轴承模块所包括的径向内侧构件和径向外侧构件不限于滚动轴承的内圈和外圈，本发明的轴承模块以分别被构造为与一个外部构件配合以实现所述外部构件之间的运动彼此独立限制径向内侧构件和径向外侧构件，例如，该轴承模块可以是滑动轴承。
42.如前所述，尽管说明中已经参考附图对本发明的示例性实施例进行了说明，但是本发明不限于上述具体实施方式，本发明的保护范围应当由权利要求书及其等同含义来限定。