專利名稱：一種滾動軸承運動部件的在線測溫方法
技術領域：
本發明涉及滾動軸承運行狀態監測領域，特別涉及一種運行狀態下滾動軸承運動部件的溫度測量方法。
背景技術：
滾動軸承廣泛應用于各種旋轉機械之中，是旋轉機械的重要組成部件，其運行狀態對旋轉機械的整體性能具有決定性的影響。而溫度是滾動軸承運行狀態評估的重要指標，所以，精確獲得軸承運行狀態下的溫度具有重要意義。
目前，實際工業生產中的溫度測量方法主要分為兩大類，接觸式測溫與非接觸式測溫。
接觸式測溫的原理為，溫度敏感元件與被測對象接觸，經過換熱后兩者溫度相等。熱電阻溫度計與熱電偶溫度計為工業中常用的接觸式溫度計。對于軸承的溫度測量，常用方法為，將熱電偶或熱電阻溫度計與軸承不動套圈進行接觸從而獲得軸承不動套圈的溫度。此種方法不能獲得軸承運動部件(保持架、轉套圈)的溫度，故不能對運行狀態下軸承整體的溫度情況做出準確評估。
非接觸式測溫的原理為，溫度敏感元件不與被測對象接觸，而是通過輻射能量進行熱交換，由輻射能的大小來推算被測物體的溫度。紅外溫度計為工業中常用的非接觸式溫度計，其既可應用于靜止部件的測溫也可應用于動態部件的測溫。但紅外溫度計的缺點是易受環境及被測體表面狀態的影響，且因空間限制、標定困難等原因難以應用于滾動軸承運動部件的溫度測量。發明內容
針對上述現有測溫方案的缺陷，本發明提供一種滾動軸承運動部件的在線測溫方法。所述方法基于熱雙金屬感溫結構及CXD圖像傳感器，能夠將被測滾動軸承運動部件(保持架、旋轉套圈)的溫度變化值轉化為感溫結構的形變數值，然后應用CCD圖像傳感器予以測量，經數據處理最終獲得滾動軸承運動部件的溫度數值；該方法能夠實時獲得軸承運動部件的溫度變化，具有方法簡單，占用空間小，結果可靠的特點。
本發明的技術方案為:
一種滾動軸承運動部件的在線測溫方法，包括以下步驟:
步驟一、在軸承的運動部件即保持架2或旋轉內圈上均勻布置至少一個感溫結構1，所述的感溫結構I整體呈S形，由兩片近似U形的熱雙金屬片焊接而成，且兩個熱雙金屬片的主動層a均位于U形結構的內側；
步驟二、將CXD圖像傳感器3固定在正對于某一感溫結構I的末端且與感溫結構保持非接觸且與周邊部件不干涉的位置；
步驟三、軸承工作狀態下，感溫結構I將隨軸承的運動部件保持架2或旋轉內圈一起做旋轉運動，當軸承的運動部件的溫度變化時，感溫結構I發生形變產生長度變化，CCD圖像傳感器3測量出該形變的數值，經由外部的數據處理設備的分析處理，最終獲得被測軸承運動部件保持架2或旋轉內圈的溫度數值。
所述的在感溫結構I的末端焊接一個導熱塊4，將導熱塊4與被測軸承運動部件的外緣相連接，使得感溫結構的伸長方向與被測運動部件的徑向一致。
所述CXD圖像傳感器3為線陣CCD，其在工作狀態時測量感溫結構I的自由端在變形方向上的形變值，并將信號輸入后續數據處理設備。
本發明的有益效果:
1、可獲得滾動軸承運動部件保持架、旋轉套圈的溫度值，可對軸承整體的溫度情況做出更為準確的評估。
2、感溫結構(I)由熱雙金屬片制成，感溫迅速且具有很強的重復測量能力，使用壽命長；感溫結構呈S形，能充分利用熱雙金屬材料的熱特性，在溫度升高時產生較大的尺寸變形并具有很強的變形方向穩定性。
3、(XD圖像傳感器(3)采用的是線陣CXD圖像傳感器，體積小，便于安裝；精度高，測量結果準確可靠。
圖1為感溫結構示意圖，a為熱雙金屬片主動層，b為被動層。
圖2為感溫結構與保持架結合的整體示意圖。
圖3為感溫結構與保持架結合的局部示意圖。
圖4為CXD圖像傳感器固定位置示意圖。
圖5為感溫結構及CXD圖像傳感器的第二種布置方案示意圖。
具體實施方式
下面結合附圖對本發明做進一步表述。
一種滾動軸承運動部件的在線測溫方法，包括以下步驟:
步驟一、參照圖2和圖3，在軸承的運動部件保持架2或旋轉內圈上均勻布置至少一個感溫結構1，所述的感溫結構I呈S形，由兩片近似U形的熱雙金屬片焊接而成。參照圖1，所述感溫結構I的兩個熱雙金屬片包括主動層a和被動層b，且主動層a均位于U形結構的內側。
步驟二、參照圖4，將CXD圖像傳感器3固定在正對于某一感溫結構I的末端且與感溫結構保持非接觸且與周邊部件不干涉的位置。所述CXD圖像傳感器3為線陣(XD，其在工作狀態時測量感溫結構I的自由端在變形方向上的形變值，并將信號輸入后續數據處理設備。
步驟三、軸承工作狀態下，感溫結構I將隨軸承運動部件保持架2或旋轉內圈一起做旋轉運動，當軸承運動部件的溫度發生變化時，感溫結構I發生形變產生長度的變化，CCD圖像傳感器3測量出該形變的數值，經由外部的數據處理設備的分析處理，最終獲得被測軸承保持架2或旋轉內圈的溫度值。
參照圖5，感溫結構I與被測的滾動軸承運動部件的組合結構還可以做如下布置:在感溫結構I的末端焊接一個導熱塊4，將導熱塊4與被測軸承運動部件的外緣相連接，使 得感溫結構的伸長方向與被測滾動軸承運動部件的徑向方向一致。
權利要求
1.一種滾動軸承運動部件的在線測溫方法，包括以下步驟: 步驟一、在軸承的運動部件即保持架(2)或旋轉內圈上均勻布置至少一個感溫結構(I )，所述的感溫結構(I)整體呈S形，由兩片近似U形的熱雙金屬片焊接而成，且兩個熱雙金屬片的主動層(a)均位于U形結構的內側； 步驟二、將CXD圖像傳感器(3)固定在正對于某一感溫結構(I)的末端且與感溫結構保持非接觸且與周邊部件不干涉的位置； 步驟三、軸承工作狀態下，感溫結構I將隨軸承的運動部件保持架(2)或旋轉內圈一起做旋轉運動，當軸承的運動部件的溫度變化時，感溫結構(I)發生形變產生長度變化，CXD圖像傳感器(3)測量出該形變的數值，經由外部的數據處理設備的分析處理，最終獲得被測軸承運動部件保持架(2)或旋轉內圈的溫度數值。
2.根據權利要求1所述的一種滾動軸承運動部件的在線感溫方法，其特征在于，所述的在感溫結構(I)的末端焊接一個導熱塊(4)，將導熱塊(4)與被測軸承運動部件的外緣相連接，使得感溫結構的伸長方向與被測運動部件的徑向一致。
3.根據權利要求1所述的一種滾動軸承運動部件的在線感溫方法，其特征在于，所述CXD圖像傳感器(3)為線陣(XD，其在工作狀態時測量感溫結構(I)的自由端在變形方向上的形變值，并將信號輸入后續數據處理設備。
全文摘要
一種滾動軸承運動部件的在線測溫方法，包括以下步驟步驟一、先在軸承的運動部件上均勻布置感溫結構，所述的感溫結構整體呈S型，由兩片近似U型的熱雙金屬片焊接而成；步驟二、將CCD圖像傳感器固定在正對于某一感溫結構的末端；步驟三、CCD圖像傳感器測量感溫結構的形變的數值，經由外部的數據處理設備的分析處理，最終獲得被測軸承運動部件溫度數值。該方法能夠實時獲得軸承運動部件的溫度變化，具有方法簡單，占用空間小，結果可靠的特點。
文檔編號G01K13/08GK103196575SQ201310109089
公開日2013年7月10日 申請日期2013年3月29日 優先權日2013年3月29日
發明者朱永生, 曹建安, 閆柯, 韓春雷, 張緒久 申請人:西安交通大學