間內(nèi)，傳感器可以看成線性的，此時(shí)位移與輸出電壓成正比關(guān)系，其比值即傳感器比例系數(shù)。
[0032]在實(shí)際工作中，滾筒由于要承載輸送物品，因而受力工況較為復(fù)雜，但根據(jù)理論力學(xué)和材料力學(xué)的知識(shí)，可以將該復(fù)雜受力工況分解為軸向力和徑向力，下面就對(duì)其做簡(jiǎn)要介紹。
[0033]由于左端支撐軸承只提供徑向支撐力，不提供沿加載方向的軸向力，因此作用于右端支撐軸承上的軸向載荷就滾筒軸受到的軸向力，在生產(chǎn)過(guò)程中可選用電渦流傳感器作為位移傳感器來(lái)使用，徑向位移傳感器的安裝位置緊靠待測(cè)軸承(本發(fā)明中待測(cè)軸承為右側(cè)支撐軸承，當(dāng)然根據(jù)實(shí)際工況也可選擇左側(cè)支撐軸承，這種情況下，右側(cè)支撐軸承只提供徑向支撐力)，通過(guò)檢測(cè)靠近待測(cè)軸承端的滾筒軸的徑向位移來(lái)近似作為待測(cè)軸承的徑向變形量，且徑向位移傳感器選用差動(dòng)安裝方法來(lái)消除裝配誤差對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響，軸向位移傳感器通過(guò)檢測(cè)軸向位移承載盤軸向端面的位移來(lái)確定待測(cè)軸承的軸向變形。徑向和軸向傳感器的靈敏度為35mv/um，線性范圍為0.4-1.0mm，線性度為1.2%。為了消除軸向位移承載盤圓度和旋轉(zhuǎn)時(shí)不平衡力等對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響，通過(guò)美國(guó)NI公司的數(shù)據(jù)采集卡并編制相應(yīng)的采集軟件采集位移傳感器的輸出信號(hào)，然后通過(guò)對(duì)采集到的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行濾波處理并計(jì)算輸出信號(hào)的均值來(lái)確定加載后的軸承變形，關(guān)于此處數(shù)字信號(hào)采集及處理的過(guò)程，這是本領(lǐng)域的普通技術(shù)知識(shí)，本領(lǐng)域技術(shù)人員完全可以明了，如清華大學(xué)出版社出版，胡廣書主編的《數(shù)字信號(hào)處理導(dǎo)輪》中有明確的闡述，本發(fā)明中不做過(guò)多贅述。
[0034]需要指出的是，在本發(fā)明的附圖1中，左側(cè)支撐軸承為單層滾珠軸承，右側(cè)支撐軸承為雙層滾珠軸承，因而在附圖中顯示的比例并不一致，但本領(lǐng)域技術(shù)人員可以明了，這代表了本發(fā)明的兩種【具體實(shí)施方式】，即采用同一尺寸軸承作為左右支撐軸承即可實(shí)現(xiàn)滾筒軸上滾筒的安裝。而對(duì)于雙層軸承，這種軸承由內(nèi)、外兩層軸承組成，擁有內(nèi)、外兩層滾珠，支撐兩層滾珠的套圈分別定義為內(nèi)圈、中圈和外圈，其中內(nèi)層軸承的外環(huán)和外層軸承的內(nèi)環(huán)通過(guò)轉(zhuǎn)接環(huán)連接到一起，共同形成中圈。使用時(shí)外圈安裝在軸承座中，內(nèi)圈與轉(zhuǎn)子配合，這種軸承也是本領(lǐng)域技術(shù)人員所明了的雙層滾珠軸承。
[0035]本發(fā)明中的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)還包括控制裝置，軸向位移傳感器將測(cè)得的軸向位移信號(hào)發(fā)送給控制裝置，當(dāng)測(cè)得的軸向位移大于預(yù)先設(shè)定的預(yù)警數(shù)值時(shí)，控制裝置發(fā)出報(bào)警信號(hào)，輸送機(jī)啟動(dòng)制停模式，工作人員進(jìn)行檢修；
[0036]當(dāng)徑向位移傳感器測(cè)得的徑向位移信號(hào)大于預(yù)先設(shè)定的預(yù)警數(shù)值時(shí)，控制裝置發(fā)出報(bào)警信號(hào)，輸送機(jī)啟動(dòng)制停模式，工作人員檢修。
[0037]在實(shí)際操作過(guò)程中，軸向位移信號(hào)和徑向位移信號(hào)皆可利用電子電路及力學(xué)中的普通技術(shù)知識(shí)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的軸向力和徑向力，與預(yù)定設(shè)好的力學(xué)數(shù)值進(jìn)行比較從而也可得到相應(yīng)的控制模式。
[0038]在本發(fā)明中，由于軸承安裝在軸承支承座中，在本領(lǐng)域中通?？梢灾苯永梦灰苽鞲衅鱽?lái)檢測(cè)靠近軸承的徑向位移量，但軸向位移較難測(cè)量，本發(fā)明將待測(cè)軸承的軸向位移轉(zhuǎn)換到對(duì)軸向位移承載盤的軸向位移的測(cè)量上，從而大大簡(jiǎn)化了測(cè)量的難度，并且獲得了較好的檢測(cè)一致性。對(duì)于軸承變形的理論計(jì)算，其遵循《材料力學(xué)》和《機(jī)械設(shè)計(jì)》中的軸承靜力學(xué)模型計(jì)算方法，而這對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是公知的技術(shù)知識(shí)，本專利中著重對(duì)理論計(jì)算的的數(shù)值和實(shí)際測(cè)得的數(shù)值進(jìn)行比較。
[0039]如圖2給出了當(dāng)徑向載荷Fr = 300N時(shí)，軸向載荷對(duì)軸承的軸向變形的影響結(jié)果，對(duì)比理論和試驗(yàn)結(jié)果，圖2中單、雙層軸承隨軸向載荷變化的軸向變形向量的相關(guān)系數(shù)分別為0.9904和0.9974，理論結(jié)果相對(duì)于試驗(yàn)結(jié)果的最大誤差分別為14%和5% ;圖3給出了當(dāng)徑向載荷Fr = 300N時(shí)，軸向載荷對(duì)軸承的徑向變形的影響結(jié)果，對(duì)比理論和試驗(yàn)結(jié)果，單、雙層軸承的徑向變形向量的相關(guān)系數(shù)分別為0.9364和0.9864，最大誤差分別為13%和10% ;圖4給出了當(dāng)軸向載荷Fa = 300N時(shí)，徑向載荷對(duì)軸承的徑向變形的影響結(jié)果，對(duì)比理論和試驗(yàn)結(jié)果，單、雙層軸承的徑向變形向量的相關(guān)系數(shù)分別為0.9914和0.9970，最大誤差分別為18%和24%;圖5給出了當(dāng)軸向載荷Fa = 300N時(shí)，徑向載荷對(duì)軸承的軸向變形的影響結(jié)果，對(duì)比理論和試驗(yàn)結(jié)果，單雙層軸承的軸向變形向量的相關(guān)系數(shù)分別為0.9854和0.9797，最大誤差分別為14%和12%。圖2_5中運(yùn)用相關(guān)系數(shù)和最大相對(duì)誤差對(duì)理論和試驗(yàn)所得的各數(shù)據(jù)向量進(jìn)行分析，相關(guān)系數(shù)越接近于“1”、最大相對(duì)誤差越小說(shuō)明理論和試驗(yàn)結(jié)果的吻合程度越高。從對(duì)比結(jié)果可以看出試驗(yàn)結(jié)果與理論計(jì)算結(jié)果略有不同，但反應(yīng)變化趨勢(shì)的相關(guān)系數(shù)均非常接近于“ 1”，說(shuō)明理論計(jì)算結(jié)果和試驗(yàn)結(jié)果隨不同參數(shù)的變化趨勢(shì)具有高度的一致性。因此，采用本專利的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和監(jiān)測(cè)方法可以獲得較好的監(jiān)測(cè)效果。
[0040]其中相關(guān)系數(shù)是統(tǒng)計(jì)學(xué)中處理數(shù)據(jù)時(shí)采用的常用標(biāo)準(zhǔn)術(shù)語(yǔ)，本專利中采用于此技術(shù)術(shù)語(yǔ)及統(tǒng)計(jì)學(xué)中的回歸數(shù)學(xué)模型來(lái)對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)和測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，這是數(shù)學(xué)領(lǐng)域中早已公知的知識(shí)，故不再多做贅述。
[0041]以上對(duì)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，但所述內(nèi)容僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，不能被認(rèn)為用于限定本發(fā)明的實(shí)施范圍。凡依本發(fā)明申請(qǐng)范圍所作的均等變化與改進(jìn)等，均應(yīng)仍歸屬于本發(fā)明的專利涵蓋范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種輸送機(jī)滾筒軸承在線監(jiān)測(cè)裝置，包括輸送機(jī)滾筒部和滾筒軸承在線監(jiān)測(cè)部，其特征在于，所述滾筒軸承在線監(jiān)測(cè)部包括軸向位移監(jiān)測(cè)部和徑向位移監(jiān)測(cè)部。2.如權(quán)利要求1所述的輸送機(jī)滾筒軸承在線監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，所述軸向位移監(jiān)測(cè)部包括軸向位移傳感器，所述徑向位移監(jiān)測(cè)部包括徑向位移傳感器，所述軸向位移傳感器和所述徑向位移傳感器為電渦流傳感器。3.如權(quán)利要求1所述的輸送機(jī)滾筒軸承在線監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，所述輸送機(jī)滾筒部包括聯(lián)軸器，所述聯(lián)軸器通過(guò)減速機(jī)帶動(dòng)滾筒軸轉(zhuǎn)動(dòng)。4.如權(quán)利要求1所述的輸送機(jī)滾筒軸承在線監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，所述輸送機(jī)滾筒部包括左端支撐軸承和右端支撐軸承，所述左端支撐軸承和右端支撐軸承采用單層滾珠軸承。5.如權(quán)利要求1所述的輸送機(jī)滾筒軸承在線監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，所述輸送機(jī)滾筒部包括左端支撐軸承和右端支撐軸承，所述左端支撐軸承和右端支撐軸承采用雙層滾珠軸承。6.如權(quán)利要求1所述的輸送機(jī)滾筒軸承在線監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，所述輸送機(jī)滾筒部包括左端支撐軸承和右端支撐軸承，所述左端軸承和右端支撐軸承一個(gè)采用單層滾珠軸承，一個(gè)采用雙層滾珠軸承，兩個(gè)軸承的內(nèi)徑及外徑尺寸相同。7.采用如權(quán)利要求1所述的輸送機(jī)滾筒軸承在線監(jiān)測(cè)裝置進(jìn)行輸送監(jiān)測(cè)的方法，其特征在于，所述軸向位移監(jiān)測(cè)部包括軸向位移傳感器，所述徑向位移監(jiān)測(cè)部包括徑向位移傳感器，所述軸向位移傳感器將測(cè)得的軸向位移信號(hào)發(fā)送給控制裝置，當(dāng)測(cè)得的軸向位移信號(hào)大于預(yù)先設(shè)定的軸向位移預(yù)警數(shù)值時(shí)，控制裝置發(fā)出報(bào)警信號(hào)，輸送機(jī)啟動(dòng)制停模式，工作人員進(jìn)行檢修。8.采用如權(quán)利要求1所述的輸送機(jī)滾筒軸承在線監(jiān)測(cè)裝置進(jìn)行輸送監(jiān)測(cè)的方法，其特征在于，所述軸向位移監(jiān)測(cè)部包括軸向位移傳感器，所述徑向位移監(jiān)測(cè)部包括徑向位移傳感器，當(dāng)徑向位移傳感器測(cè)得的徑向位移信號(hào)大于預(yù)先設(shè)定的徑向位移預(yù)警數(shù)值時(shí)，控制裝置發(fā)出報(bào)警信號(hào)，輸送機(jī)啟動(dòng)制停模式，工作人員進(jìn)行檢修。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種輸送機(jī)滾筒軸承在線監(jiān)測(cè)裝置，包括電機(jī)、聯(lián)軸器、左端支撐軸承、軸向位移傳感器、軸向位移承載盤、徑向位移傳感器、右端支撐軸承、滾筒軸，電機(jī)通過(guò)聯(lián)軸器帶動(dòng)滾筒軸轉(zhuǎn)動(dòng)，滾筒軸支撐在左端支撐軸承和右端支撐軸承之間，滾筒安裝在滾筒軸上，并與左端支撐軸承和右端支撐軸承相配合，所述滾筒軸上還設(shè)置有軸向位移承載盤，其用來(lái)將所述滾筒軸受到的軸向力傳遞至軸向位移傳感器，所述滾筒內(nèi)部還設(shè)置有徑向位移傳感器，用于檢測(cè)滾筒軸受到的徑向力；其中左端支撐軸承只提供徑向支撐力，徑向位移傳感器的安裝位置緊靠右端支撐軸承。本發(fā)明降低了測(cè)量難度，可以方便安全的得到輸送機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，從而保證機(jī)器和操作人員的安全性。
【IPC分類】B65G43/06
【公開號(hào)】CN104909138
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510188290
【發(fā)明人】吳聯(lián)凱
【申請(qǐng)人】吳聯(lián)凱
【公開日】2015年9月16日
【申請(qǐng)日】2015年4月21日