专利名称：轴承内圈高速旋转时的内圈多点温度测试方法
技术领域：
本发明属于轴承测试技术领域，尤其涉及到一种轴承内圈高速旋转时的内圈多点 温度测试方法。
背景技术：
轴承通常由外圈、内圈、滚动体和保持架构成，为叙述方便，本文均以外圈、内圈、 滚动体和保持架来直称轴承的不同结构之处。对于大多数轴承而言其外圈相对固定而内圈则随转轴一起高速旋转，随着转轴的 高速旋转，安装在转轴上的内圈也高速旋转，高速旋转的内圈和滚动体之间就会产生摩擦， 摩擦引起内圈温度快速上升，当内圈温度升高时也会引起滚动体的温度也升高，由于滚动 体和内圈存在一定的转动间隙，所以温度升高的滚动体和内圈相互产生微量的热膨胀，热 膨胀就会导致内圈和滚动体之间的摩擦阻力增加，当摩擦阻力达到一定值时就会引起轴承 损坏而影响使用设备的正常生产，严重的会使使用设备发生安全事故，其后果不堪设想。内圈在高速旋转时的温度究竟能升到多高？设计的转动间隙是否能满足内圈温 度升高的需求？这些问题一直是本领域技术人员需要解决的问题。曾有人采用模拟无线传 输技术来检测内圈某一点处的温度变化范围，但效果不理想，主要是解决不了内圈在高速 旋转时如何将内圈的测试温度信号传输出来，
对外圈保持相对固定而只用于内圈高速旋转时的内圈多点温度测试方法至今未见报道。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种轴承内圈高速旋转时的内圈多点温度测试方 法，该内圈多点温度测试方法通过对内圈不同部位设置的温度传感器来测试内圈在高速旋 转时的温度变化值，测试方法简单可靠，测试效果真实、理想。为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案
所述轴承内圈高速旋转时的内圈多点温度测试方法包含内圈温度无线测试发送单元 和内圈温度无线接收显示单元，内圈温度无线测试发送单元包括分布在内圈不同部位的第 一温度传感器…第八温度传感器以及温度传感器采集发射�？椋谝晃露却衅鳌诎� 温度传感器共八个温度传感器采集到的内圈高速旋转时的温度值信号通过联接引线汇集 在多路开关并经放大电路将所述温度值信号放大后存储在单片模块上，单片�？樵俳糯� 存储的所述温度值信号通过无线发射器向外发出，所述多路开关、放大电路、单片�？楹臀� 线发射器集成为一个温度传感器信号采集发射�？椋荒谌ξ露任尴呓邮障允镜ピザ郎� 置并由无线接收器和工业控制计算机构成，无线接收器通过RS232通讯线与工业控制计算 机联接，无线接收器接收无线发射器向外发出的所述温度值信号并将接收的数字信号通过 RS232通讯线接入工业控制计算机中进行运算和分析整理，并在工业控制计算机的显示屏 上显示第一温度传感器…第八温度传感器所采集到的温度值；上述分布在内圈不同部位的第一温度传感器…第八温度传感器分别安装在左衬套和右衬套上，其中左衬套是个过渡 套，左衬套既与内圈联接又与转轴联接并通过转轴的高速旋转实现内圈的高速旋转，右衬 套安装在压盖螺母的凸台上，压盖螺母通过锁片的锁紧随转轴一同高速旋转，集成的温度 传感器采集发射�？樵蚬潭ㄔ谧岬闹嵯叽竽诳啄冢鲎蟪奶�、右衬套、转轴、压盖螺母 和锁片均属于内圈温度无线测试发送单元的一部分。所述第一温度传感器…第八温度传感器包括第一温度传感器、第二温度传感器、 第三温度传感器、第四温度传感器、第五温度传感器、第六温度传感器、第七温度传感器和 第八温度传感器共八个温度传感器。 所述轴承内圈高速旋转时的内圈多点温度测试方法，分布在内圈不同部位的第一 温度传感器…第八温度传感器的分布形式为在内圈的径向左端面对称分布有第一温度传 感器和第五温度传感器，在内圈的径向右端面对称分布有第四温度传感器和第八温度传感 器，在内圈的内径柱面并排等距且对称分布有第二温度传感器、第三温度传感器、第六温度 传感器和第七温度传感器；所述等距是指沿内圈的内径柱面宽度平均为三等分间距，即第 二温度传感器和第三温度传感器或是第六温度传感器和第七温度传感器之间的间距将内 圈的内径柱面宽度分为三等分间距，其中第二温度传感器和第三温度传感器构成所述并排 分布、第六温度传感器和第七温度传感器构成所述并排分布，第二温度传感器和第六温度 传感器构成所述对称分布、第三温度传感器和第七温度传感器构成所述对称分布。所述轴承内圈高速旋转时的内圈多点温度测试方法，呈台阶状的左衬套联接内圈 内径柱面且左衬套最大台阶处对内圈的径向左端面限位，左衬套最大台阶处设置的对称水 平通孔中装有第一温度传感器和第五温度传感器，在左衬套并排对称设置的四个径向通孔 中分别装有第二温度传感器、第三温度传感器、第六温度传感器和第七温度传感器，左衬套 台阶处的外径与内圈内径相匹配，左衬套的内径与转轴外径相匹配，左衬套内置有引线槽 和引线通孔，第一温度传感器和第五温度传感器的联接引线经左衬套引线槽折入引线通 孔，第二温度传感器、第三温度传感器、第六温度传感器和第七温度传感器的联接引线直接 进入引线通孔，上述第一、第二、第三、第五、第六和第七温度传感器的联接引线全部汇集在 引线通孔后穿过转轴预留的径向引线孔后与固定在转轴大内孔内的温度传感器信号采集 发射�？橹械亩嗦房亓印Ｋ鲋岢心谌Ω咚傩钡哪谌Χ嗟阄露炔馐苑椒ǎ页奶锥阅谌Φ木断蛴叶嗣� 限位，右衬套固定在压盖螺母的凸台上，压盖螺母通过锁片被旋接在转轴上并随转轴同步 转动，在右衬套设置的对称水平通孔中装有第四温度传感器和第八温度传感器，第四温度 传感器和第八温度传感器的连接引线在穿越右衬套上预留的引线孔后折向压盖螺母和转 轴自然形成的内置通道中汇集且穿过转轴预留的径向引线孔后与固定在转轴大内孔内的 温度传感器信号采集发射�？橹械亩嗦房亓�。所述轴承内圈高速旋转时的内圈多点温度测试方法，转轴预留的径向引线孔和水 平引线孔连通，所述水平引线孔分为大内孔和小内孔，所述大内孔和所述小内孔相互连通， 在所述大内孔内固定有温度传感器采集发射�？椋鲂∧诳子胨鼍断蚬呖琢�。由于采用如上所述的技术方案，本发明产生如下积极效果
1、本发明共设置了八个温度传感器，这八个温度传感器分别称之为第一温度传感器… 第八温度传感器，八个温度传感器在内圈不同部位的分布位置具有非�：侠淼牟季中裕刑逑至四谌Ω鞔Φ奈露缺浠段В杉奈露戎敌藕磐ü右叽渲凉潭ㄔ谧� 内的温度传感器采集发射�？樯希露却衅鞑杉⑸淠？橥ü治尴叽浼际跸蛲獯� 输温度信号，内圈温度无线接收显示单元通过无线接收器接收温度值信号后反馈给工业控 制计算机，经工业控制计算机的相应处理可以得到内圈各处的温度变化值，解决了多年来 因内圈高速旋转而无法测试其多点温度的问题。2、温度传感器采集发射�？楹湍谌ξ露任尴呓邮障允镜ピ捎檬治尴叽浼� 术，该数字无线传输技术具有抗干扰性强、传输距离远等优点，为内圈的温度测试提供了测 试条件。3、本发明的方法简单实用，测试效果真实、理想。
图1是本发明的方法设置原理图。图2是内圈不同部位温度传感器的分布设置示意图。图3是实现本发明方法的一种具体结构示意图。上述图2-3中1_左衬套；2-第一温度传感器；3-第二温度传感器；4_第三温度 传感器；5-第四温度传感器；6-右衬套；7-内圈；8-引线槽；9-引线通孔；10-压盖螺母； 11-锁片；12-转轴；13-温度传感器信号采集发射�？椋�14-第五温度传感器；15-第六温度 传感器；16-第七温度传感器；17-第八温度传感器；18-外圈；19-外衬套；20-端盖。
具体实施例方式结合图1，本发明轴承内圈高速旋转时的内圈多点温度测试方法包含内圈温度无 线测试发送单元和内圈温度无线接收显示单元，内圈温度无线测试发送单元包括分布在内 圈不同部位的第一温度传感器…第八温度传感器以及温度传感器采集发射模块，将第一温 度传感器…第八温度传感器共八个温度传感器采集到的内圈高速旋转时的温度值信号通 过联接引线汇集在多路开关并经放大电路将所述温度值信号放大后存储在单片�？樯希� 片�？樵俳糯蟠娲⒌乃鑫露戎敌藕磐ü尴叻⑸淦飨蛲夥⒊觯龆嗦房�、放大电 路、单片模块和无线发射器可以集成为一个温度传感器信号采集发射�？椋舛员玖煊蚣� 术人员已不是一件难事。所述第一温度传感器…第八温度传感器包括第一温度传感器、第 二温度传感器、第三温度传感器、第四温度传感器、第五温度传感器、第六温度传感器、第七 温度传感器和第八温度传感器共八个温度传感器(下同)。结合图1，内圈温度无线接收显示单元单独设置在内圈温度无线测试发送单元 之外，内圈温度无线接收显示单元由无线接收器和工业控制计算机构成，无线接收器通过 RS232通讯线与工业控制计算机联接，无线接收器接收无线发射器向外发出的所述温度值 信号并将接收的数字信号通过RS232通讯线接入工业控制计算机中进行运算和分析整理， 并在工业控制计算机的显示屏上显示第一温度传感器…第八温度传感器所采集到的温度 值。上述分布在内圈不同部位的第一温度传感器…第八温度传感器分别安装在左衬 套和右衬套上，其中左衬套是个过渡套，左衬套既与内圈联接又与转轴联接并通过转轴的 高速旋转实现内圈的高速旋转，右衬套安装在压盖螺母的凸台上，压盖螺母通过锁片的锁紧随转轴一同高速旋转，集成的温度传感器采集发射�？樵蚬潭ㄔ谧岬闹嵯叽竽诳啄冢� 所述左衬套、右衬套、转轴、压盖螺母和锁片均属于内圈温度无线测试发送单元的一部分。内圈和外圈具有两个径向端面，为了明确第一温度传感器…第八温度传感器在内 圈不同部位的分布形式，结合图2把内圈7和外圈18的两个径向端面自定义为径向左端面 和径向右端面，同理把内圈7的内径圆弧面(轴向)自定义为内径柱面。分布在内圈不同部 位的第一温度传感器…第八温度传感器的分布形式为在内圈7的径向左端面对称分布有 第一温度传感器2和第五温度传感器14，在内圈7的径向右端面对称分布有第四温度传感 器5和第八温度传感器17，在内圈7的内径柱面并排等距且对称分布有第二温度传感器3、 第三温度传感器4、第六温度传感器15和第七温度传感器16。所述等距是指沿内圈7的内 径柱面宽度平均为三等分间距，即第二温度传感器3和第三温度传感器4或是第六温度传 感器15和第七温度传感器16之间的间距将内圈7的内径柱面宽度分为三等分间距，其中 第二温度传感器3和第三温度传感器4构成所述并排分布、第六温度传感器15和第七温度 传感器16构成所述并排分布，第二温度传感器3和第六温度传感器15构成所述对称分布、 第三温度传感器4和第七温度传感器16构成所述对称分布。 结合图3的具体结构示意图，呈台阶状的左衬套1联接内圈7内径柱面且左衬套 最大台阶处对内圈7的径向左端面限位，左衬套最大台阶处设置的对称水平通孔中装有第 一温度传感器2和第五温度传感器14，在左衬套1并排对称设置的四个径向通孔中分别装 有第二温度传感器3、第三温度传感器4、第六温度传感器15和第七温度传感器16，左衬套 1的内径与转轴12外径相匹配，左衬套1内置有引线槽和引线通孔，第一温度传感器2和第 五温度传感器14的联接引线经左衬套引线槽折入引线通孔，第二温度传感器3、第三温度 传感器4、第六温度传感器15和第七温度传感器16的联接引线直接进入引线通孔，上述第 一、第二、第三、第五、第六和第七温度传感器的联接引线全部汇集在引线通孔后穿过转轴 12预留的径向引线孔后与固定在转轴12大内孔内的温度传感器信号采集发射�？�13中的 多路开关联接。结合图3的具体结构示意图，右衬套6对内圈7的径向右端面限位，右衬套6固定 在压盖螺母10的凸台上，压盖螺母10通过锁片11被旋接在转轴12上并随转轴12同步转 动，在右衬套6设置的对称水平通孔中装有第四温度传感器5和第八温度传感器17，第四温 度传感器5和第八温度传感器17的连接引线在穿越右衬套上预留的引线孔后折向压盖螺 母10和转轴12自然形成的内置通道中汇集且穿过转轴12预留的径向引线孔后与固定在 转轴12大内孔内的温度传感器信号采集发射�？�13中的多路开关联接。结合图3的具体结构示意图，转轴12预留的径向引线孔和水平引线孔连通，所述 水平引线孔分为大内孔和小内孔，所述大内孔和所述小内孔相互连通，在所述大内孔内固 定有温度传感器信号采集发射�？�13，所述小内孔与所述径向弓丨线孔连通。为了更清楚说明本发明的方法，图3给出了一种实现本发明方法的具体结构示意 图，在图3中内圈7由左衬套1支撑，左衬套1安装在转轴12上，在左衬套1不同部位的 内通孔中分别配置有第一温度传感器2、第二温度传感器3、第三温度传感器4、第五温度传 感器14、第六温度传感器15和第七温度传感器16，所述第一温度传感器2和第五温度传感 器14紧贴内圈7的径向左端面，所述第二温度传感器3、第三温度传感器4、第六温度传感 器15和第七温度传感器16紧贴内圈7的内径柱面。
内圈7径向右端面配置有右衬套6，右衬套6安装在压盖螺母10的凸台上并通过压盖螺母10将右衬套6压紧在内圈7的径向右端面，而压盖螺母10旋接在转轴12上且由 锁片11将其卡紧，可以避免转轴12在转速升高或降低时因速度滞后而使压盖螺母10打滑 松动。在右衬套6的对称水平通孔中配置有第四温度传感器5和第八温度传感器17，第 四温度传感器5和第八温度传感器17紧贴内圈7的径向右端面。左衬套1内置有引线槽8和引线通孔9，右衬套6内置有引线孔，第一温度传感器 2的联接引线经左衬套引线槽8折入引线通孔9，第二温度传感器3和第三温度传感器4的 联接引线直接进入引线通孔9，上述第一、第二和第三温度传感器的联接引线与右衬套6引 线孔过来的第四温度传感器5的联接引线汇集后穿过转轴12预留的径向引线孔后与固定 在转轴大内孔内的温度传感器信号采集发射�？�13联接。同理，第五、第六、第七和第八温 度传感器的联接引线经过汇集后穿过转轴另一侧对称径向引线孔后与固定在转轴大内孔 内的温度传感器信号采集发射�？�13，所述温度传感器信号采集发射模块13由多路开关、 放大电路、单片模块和无线发射器集成而成。外圈18的径向右端面由不随转轴12转动的端盖20来限位，端盖20通过螺栓被 固定在外衬套19上。内圈温度无线接收显示单元独立设置，内圈温度无线接收显示单元通过温度传感 器信号采集发射�？�13所发出的所有无线检测数字信号并将无线检测数字信号通过工业 控制计算机进行解码和分类显示。需要说明的是，左衬套1不同部位的内通孔共设有六个内通孔且六个内通孔的直 径相等，其中最大台阶处设置的对称水平通孔用于安装第一温度传感器2和第五温度传感 器14，第一温度传感器2和第五温度传感器14用于测试内圈7径向左端面的温度变化值， 所述最大台阶处用于内圈7径向左端面的定位。在左衬套1并排对称设置的四个径向通孔 中分别装有第二、第三、第六和第七温度传感器，第二、第三、第六和第七温度传感器用于测 试内圈内径柱面的温度变化值。在左衬套1的左侧径向端面内置引线槽8，所述引线槽8与 上、下水平对称设置的两个引线通孔9连通.。温度传感器信号采集发射�？�13固定在转轴12的大内孔内。由于采用数字无线 传输技术，因而不受联接引线的限制，温度传感器信号采集发射�？�13随转轴12 —起高速 旋转的同时可将所采集的温度值信号转换整合成有序数字信号并发送到空中，无线接收器 接收信号后通过RS232通讯线传送给工业控制计算机，工业控制计算机则完成所接收温度 值信号的提取分析工作。转轴12在图3中只给出了局部结构，实际上转轴12左端还联接有驱动装置，另外 外圈18是装在外衬套19中。至于何种驱动装置，外衬套19如何安装，外圈18是否旋转， 本发明没有限制，因此不做特别赘述。测试开始，驱动装置带动转轴12运转，这时第一温度传感器…第八温度传感器对 内圈实施温度检测。八个温度传感器的温度值信号经汇集后与安装在转轴内的温度传感器 信号采集发射�？榱樱露却衅餍藕挪杉⑸淠？橥ü治尴叽浼际跸蛲夥⒊鲂� 号，无线数字接收器接收信号后反馈给工业控制计算机，经工业控制计算机对传输信号的 相应处理可以得到内圈各测量点处的温度值，解决了多年来因内圈旋转而无法多点测试其温度的问题 本发明不局限于图3所给出的一种具体结构。
权利要求
一种轴承内圈高速旋转时的内圈多点温度测试方法，其特征是该内圈多点温度测试方法包含内圈温度无线测试发送单元和内圈温度无线接收显示单元，内圈温度无线测试发送单元包括分布在内圈不同部位的第一温度传感器…第八温度传感器以及温度传感器采集发射�？椋谝晃露却衅鳌诎宋露却衅鞴舶烁鑫露却衅鞑杉降哪谌Ω咚傩钡奈露戎敌藕磐ü右呋慵诙嗦房夭⒕糯蟮缏方鑫露戎敌藕欧糯蠛蟠娲⒃诘テ？樯希テ？樵俳糯蟠娲⒌乃鑫露戎敌藕磐ü尴叻⑸淦飨蛲夥⒊觯龆嗦房�、放大电路、单片�？楹臀尴叻⑸淦骷晌桓鑫露却衅餍藕挪杉⑸淠？椋荒谌ξ露任尴呓邮障允镜ピザ郎柚貌⒂晌尴呓邮掌骱凸ひ悼刂萍扑慊钩桑尴呓邮掌魍ü齊S232通讯线与工业控制计算机联接，无线接收器接收无线发射器向外发出的所述温度值信号并将接收的数字信号通过RS232通讯线接入工业控制计算机中进行运算和分析整理，并在工业控制计算机的显示屏上显示第一温度传感器…第八温度传感器所采集到的温度值；上述分布在内圈不同部位的第一温度传感器…第八温度传感器分别安装在左衬套和右衬套上，其中左衬套是个过渡套，左衬套既与内圈联接又与转轴联接并通过转轴的高速旋转实现内圈的高速旋转，右衬套安装在压盖螺母的凸台上，压盖螺母通过锁片的锁紧随转轴一同高速旋转，集成的温度传感器采集发射�？樵蚬潭ㄔ谧岬闹嵯叽竽诳啄冢鲎蟪奶�、右衬套、转轴、压盖螺母和锁片均属于内圈温度无线测试发送单元的一部分；所述第一温度传感器…第八温度传感器包括第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器、第四温度传感器、第五温度传感器、第六温度传感器、第七温度传感器和第八温度传感器共八个温度传感器。
2.如权利要求1所述轴承内圈高速旋转时的内圈多点温度测试方法，其特征是分布 在内圈不同部位的第一温度传感器…第八温度传感器的分布形式为在内圈(7)的径向左 端面对称分布有第一温度传感器(2)和第五温度传感器(14)，在内圈(7)的径向右端面对 称分布有第四温度传感器(5)和第八温度传感器(17)，在内圈(7)的内径柱面并排等距且 对称分布有第二温度传感器(3)、第三温度传感器(4)、第六温度传感器(15)和第七温度传 感器(16)；所述等距是指沿内圈(7)的内径柱面宽度平均为三等分间距，即第二温度传感 器(3)和第三温度传感器(4)或是第六温度传感器(15)和第七温度传感器(16)之间的间 距将内圈(7)的内径柱面宽度分为三等分间距，其中第二温度传感器(3)和第三温度传感 器(4)构成所述并排分布、第六温度传感器(15)和第七温度传感器(16)构成所述并排分 布，第二温度传感器(3)和第六温度传感器(15)构成所述对称分布、第三温度传感器(4) 和第七温度传感器(16)构成所述对称分布。
3.如权利要求1或2所述轴承内圈高速旋转时的内圈多点温度测试方法，其特征是 呈台阶状的左衬套(1)联接内圈(7)内径柱面且左衬套最大台阶处对内圈(7)的径向左端 面限位，左衬套最大台阶处设置的对称水平通孔中装有第一温度传感器(2)和第五温度传 感器(14)，在左衬套(1)并排对称设置的四个径向通孔中分别装有第二温度传感器(3)、第 三温度传感器(4)、第六温度传感器(15)和第七温度传感器(16)，左衬套(1)的内径与转 轴(12)外径相匹配，左衬套(1)内置有引线槽和引线通孔，第一温度传感器(2)和第五温 度传感器(14)的联接引线经左衬套引线槽折入引线通孔，第二温度传感器(3)、第三温度 传感器(4)、第六温度传感器(15)和第七温度传感器(16)的联接引线直接进入引线通孔，上述第一、第二、第三、第五、第六和第七温度传感器的联接引线全部汇集在引线通孔后穿 过转轴(12)预留的径向引线孔后与固定在转轴(12)大内孔内的温度传感器信号采集发射 模块(13)中的多路开关联接。
4.如权利要求1或2所述轴承内圈高速旋转时的内圈多点温度测试方法，其特征是 右衬套(6)对内圈(7)的径向右端面限位，右衬套(6)固定在压盖螺母(10)的凸台上，压盖 螺母(10)通过锁片(11)被旋接在转轴(12)上并随转轴(12)同步转动，在右衬套(6)设置 的对称水平通孔中装有第四温度传感器(5)和第八温度传感器(17)，第四温度传感器(5) 和第八温度传感器(17)的连接引线在穿越右衬套上预留的引线孔后折向压盖螺母(10)和 转轴(12)自然形成的内置通道中汇集且穿过转轴(12)预留的径向引线孔后与固定在转轴(12)大内孔内的温度传感器信号采集发射�？�(13)中的多路开关联接。
5.如权利要求1或2所述轴承内圈高速旋转时的内圈多点温度测试方法，其特征是 转轴(12)预留的径向引线孔和水平引线孔连通，所述水平引线孔分为大内孔和小内孔，所 述大内孔和所述小内孔相互连通，在所述大内孔内固定有温度传感器信号采集发射�？�(13)，所述小内孔与所述径向弓丨线孔连通。
全文摘要
一种轴承内圈高速旋转时的内圈多点温度测试方法包含内圈温度无线测试发送单元和内圈温度无线接收显示单元，内圈温度无线测试发送单元包括分布在内圈不同部位的第一温度传感器…第八温度传感器以及温度传感器采集发射模块，将八个温度传感器采集到的内圈高速旋转时的温度信号通过联接引线汇集在多路开关并经放大电路放大后存储在单片�？樯希テ？橥ü尴叻⑸淦飨蛲夥⒊�。内圈温度无线接收显示单元单独设置，无线接收器通过RS232通讯线与工业控制计算机联接，无线接收器接收无线发射器向外发出的数字信号并通过工业控制计算机中进行运算、分析和显示，解决多年来因内圈旋转而无法测试多点温度的问题，方法简单实用，测试效果真实、理想。
文档编号G01K1/14GK101986116SQ201010516918
公开日2011年3月16日 申请日期2010年10月23日 优先权日2010年10月23日
发明者刘苏亚, 李智刚, 杨啸, 王芳, 赵俊宏 申请人:洛阳轴研科技股份有限公司
专业数控铣床产品供应商
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