測量機械軸承振動的方法以及裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明所描述的是一種在軸承(109,209)中測量機械軸承振動的裝置(101,201)以及方法，所述裝置包括：適于旋轉(zhuǎn)的軸(103,203)，其連接到所述軸承(109,209)的內(nèi)圈(107,207)，并且所述軸由軸承支撐，其中軸承振動激發(fā)所述軸(103,203)的軸振動；螺栓(119,219)，為了實現(xiàn)用于傳輸軸振動的機械連接以激發(fā)螺栓的螺栓振動，螺栓有擰入所述軸(103,203)的外螺紋部分(131,231)；傳感器(121,221)，其機械的連接至所述螺栓(119,219)，用于記錄螺栓振動，所述螺栓振動可以表示軸承振動。
【專利說明】測量機械軸承振動的方法以及裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]實施例涉及一種用于測量機械軸承振動的方法以及裝置，尤其涉及在車輪旋轉(zhuǎn)期間測量的方法以及裝置，例如火車的轉(zhuǎn)向架或者載體的輪子。

【背景技術(shù)】
[0002]機械軸承可支撐連接輪子的旋轉(zhuǎn)軸，輪子例如可沿鐵路滾動并傳播。在運行期間，渴望監(jiān)測軸承的狀態(tài)。從而，在狀態(tài)監(jiān)測中，渴望測量源于例如滾動元件軸承的振動或者振蕩，例如，軸承的滾動元件可形成圓錐體、圓柱體或者球體。傳統(tǒng)的，振動傳感器可通過粘接或者壓入配合連接至振源以確保目標(biāo)與傳感器表面之間良好的振動傳輸。
[0003]鑄鐵通常被用于具有復(fù)雜幾何形狀或者高產(chǎn)量的零件(例如內(nèi)燃機的發(fā)動機塊)。由于鑄鐵的抗氧化性，其非常流行并且被廣泛的使用。然而，由于鑄鐵在微結(jié)構(gòu)內(nèi)的碳晶體，鑄鐵結(jié)構(gòu)有相當(dāng)高的減振性能?；疖囓囕喍松w通常由鑄鐵制造。然而，尤其是當(dāng)鑄鐵用于火車車輪時，鑄鐵的減振性能或者振動阻尼性能是不利的。特別是，在振動到達振動傳感器之如，振動阻尼性能裳減軸承振動的振幅。因此，在傳統(tǒng)系統(tǒng)中，由于振動經(jīng)由涉及鑄鐵結(jié)構(gòu)的傳輸路徑后衰減，振動傳感器僅接收相對強烈降低的信號振幅。
[0004]傳統(tǒng)的，在這種情況下，為了測量軸承振動并且獲得相應(yīng)的測量信號，要使用具有相對高增益和昂貴以及具有復(fù)雜的信號處理電路的傳感器。
[0005]需要一種裝置以及一種方法測量機械軸承振動，這種裝置以及方法至少能夠減少上述所提問題中的某些。尤其是，需要一種裝置以及方法用于在這種情況下測量機械軸承振動，使用的材料或者結(jié)構(gòu)在機械振蕩或振動中有相對的高阻尼性能，尤其在超聲頻率范圍內(nèi)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]需要由分別指向方法以及裝置的獨立權(quán)利要求解決機械軸承振動的測量。從屬權(quán)利要求詳細說明所述方法和/或所述裝置的【具體實施方式】。
[0007]應(yīng)該理解的是，用于測量機械軸承振動的方法的公開的、描述的、提到的或者提供的特征，其可以是單獨的或者任意的組合，根據(jù)本發(fā)明的一實施例，其也可應(yīng)用于或者被提供用于測量機械軸承振動的裝置，反之亦然。
[0008]根據(jù)一實施例，提供一種在軸承中測量機械軸承振動的方法，其中所述軸承支撐旋轉(zhuǎn)軸(例如輪子的輪軸，尤其是火車的轉(zhuǎn)向架或載體的輪子)，旋轉(zhuǎn)軸連接至所述軸承的內(nèi)圈(例如，滾動元件軸承包括內(nèi)圈、外圈、保持架以及在內(nèi)圈與外圈之間由保持架引導(dǎo)的多個滾動元件)。從而，所述方法包括:
[0009]由軸承振動激發(fā)軸的軸振動，
[0010]由軸振動激發(fā)螺栓的螺栓振動，為了實現(xiàn)用于傳輸軸旋轉(zhuǎn)的機械連接，螺栓有擰入所述軸的外螺紋部分，以及
[0011]使用傳感器記錄螺栓振動，傳感器機械的連接至所述螺栓，螺栓振動可表示軸承振動。
[0012]所述軸承(從內(nèi)圈徑向向外)包括:外圈，在軸旋轉(zhuǎn)期間，外圈代表固定的元件(即，不旋轉(zhuǎn)元件)；多個滾動元件，在軸旋轉(zhuǎn)期間，多個滾動元件被布置在內(nèi)圈與外圈之間，并且其可激發(fā)軸承振動，尤其是在超聲頻率范圍內(nèi)，例如10kHz到500kHz之間的頻率范圍。軸承的外圈可固定在火車的轉(zhuǎn)向架或者載體的鞍適配器上，并且鞍適配器又可以固定在火車的載體的轉(zhuǎn)向架上。從所述軸承軸向(即，所述軸的軸線方向)向內(nèi)，輪子(尤其是同一軸上的兩個輪子)可被緊固的附接或連接至所述軸，以至于所述輪子與所述軸同步旋轉(zhuǎn)。所述軸承的內(nèi)圈也與所述軸同步旋轉(zhuǎn)。此外，擰入所述軸的螺栓以及機械的連接至螺栓的傳感器也與所述旋轉(zhuǎn)軸同步旋轉(zhuǎn)。
[0013]由于所述軸承內(nèi)圈與外圈之間的滾動元件的滾動可導(dǎo)致軸承振動。所述軸承振動可涉及外圈的振動、滾動元件的振動和/或內(nèi)圈的振動。由于所述軸與內(nèi)圈之間的連接，所述軸承振動可被傳輸至軸，作為軸振動。由于所述螺栓與軸之間的連接，所述軸振動又可被傳輸至螺栓，作為螺栓振動。經(jīng)由所述軸與所述螺栓，軸承振動至傳感器的傳輸可由內(nèi)圈與軸之間、軸與螺栓之間以及螺栓與傳感器之間的各自的堅固和緊密的連接實現(xiàn)，并且由對所述內(nèi)圈、軸、螺栓以及螺栓與傳感器之間的任何中間結(jié)構(gòu)使用合適的材料來實現(xiàn)。
[0014]特別是，所述螺栓可用于將來自鋼部件的振動或振蕩經(jīng)由鑄鐵結(jié)構(gòu)橋接至所述傳感器單元。從而，用于傳輸振動的必要的表面優(yōu)選的應(yīng)至少為內(nèi)螺紋直徑的0.5倍。第一表面之間的力優(yōu)選的應(yīng)至少為400N/mm2乘以螺栓內(nèi)徑的表面。從而，所述傳感器單元可被布置在軸承單元的外側(cè)，這易于更換傳感器單元。尤其是，在無需修改輪子的端蓋情況下，可改造所述傳感器單元。從而，所述螺栓可有2個功能，即，傳輸來自所述軸承的振動或振蕩至所述傳感器以及固定如端蓋的鑄鐵部件至所述軸。
[0015]自振源，即所述軸承，頻率范圍在100kHz-500kHz之間的為機械振動的所謂的聲發(fā)射，經(jīng)由所述螺栓，傳輸至所述傳感器。尤其是，所述傳感器可包括壓電傳感器或者MEM傳感器(MEM為微機電)。尤其是，所述傳感器的第一側(cè)可機械的連接至所述螺栓，而所述傳感器的第二側(cè)可不連接至螺栓，但第二側(cè)可自由響應(yīng)于由螺栓振動激發(fā)的第一側(cè)的振動。尤其是，第一側(cè)可感應(yīng)所述螺栓振動，并且由于螺栓振動，第一側(cè)與第二側(cè)之間的距離可變化，由于壓電效應(yīng)，基于改變的距離，螺栓振動又可產(chǎn)生電壓。根據(jù)距離的改變或者同步于距離的改變，所述電壓可改變，即，從而，體現(xiàn)在所述螺栓振動的振幅以及頻率上。此外，螺栓振動可與軸承振動有基本上相同的頻率，并且其可有特別是依賴于軸承振動振幅的振幅。盡管螺栓振動的振幅小于軸承振動的振幅，尤其是，由于所述螺栓可有效的朝所述傳感器傳輸軸振動，因此所述軸承與傳感器之間的振動傳輸路徑可是一個相對較低的阻尼。
[0016]根據(jù)一實施例，振動傳輸路徑可從所述軸承經(jīng)由軸以及螺栓延伸至所述傳感器來形成，其中所述傳輸路徑可適于傳輸軸承振動，以至于螺栓振動的振幅是軸承振動的振幅的03.倍到0.9倍之間，尤其是0.5倍到0.7倍之間。此外，所述振動傳輸路徑可例如不改變振動的頻率，即，軸承振動的頻率(或者頻率范圍)可基本上等于螺栓振動的頻率(或者頻率范圍)，之后所述頻率可傳輸至所述傳感器而沒有任何的改變。
[0017]記錄螺栓振動還包括主傳感器測量信號的電子處理。主傳感器測量信號的處理可涉及放大、濾波等等，尤其是濾除干擾信號，由于在運行期間所述傳感器的旋轉(zhuǎn)可濾除干擾信號，在記錄螺栓振動期間，所述傳感器以軸的旋轉(zhuǎn)速度旋轉(zhuǎn)。特別是，軸可以以相對較低的頻率旋轉(zhuǎn)，這可有效的濾除由軸承振動產(chǎn)生的信號，軸承振動可能存在于較高的頻率范圍。
[0018]對于其他的狀態(tài)監(jiān)測，可布置溫度傳感器，尤其位于靠近螺栓或者靠近振動傳感器的位置。通過提供有較低衰減作用的振動傳輸路徑，使用傳感器能夠準(zhǔn)確的測量軸承振動，所述傳感器與軸承不直接接觸并且遠離軸承，并且所述傳感器更方便維修，尤其是更換、服務(wù)。例如，所述螺栓可是傳統(tǒng)的螺栓，其可用于傳統(tǒng)的客車上以固定端蓋在軸上。
[0019]根據(jù)一實施例，為了實現(xiàn)用于有效的傳輸旋轉(zhuǎn)軸的軸振動至螺栓振動的螺栓與軸之間的堅固的機械連接，螺栓可用足夠的壓力緊固至軸，足夠的壓力介于100N/mm2到1500N/mm2之間，尤其是介于200N/mm2到1000N/mm2之間，進一步尤其是介于400N/mm2到800N/mm2之間，進一步尤其是介于500N/mm2到700N/mm2之間。螺栓緊固至軸的壓力應(yīng)該低于極限壓力，被設(shè)置的極限壓力用于來自制造商的螺栓。
[0020]根據(jù)一實施例，所述螺栓可包括與軸接觸的接觸表面，其對應(yīng)于(或者至少基本上等于)螺栓的外螺紋部分截取的橫截面的0.3倍到5倍之間，尤其是在0.3倍到0.7倍之間。所述接觸表面可包括螺栓的螺紋內(nèi)的部分以及在螺紋部螺栓的端面(尤其是軸端面)部分。特別是，此端面可接觸軸的內(nèi)螺紋的軸端面。為了實現(xiàn)堅固的機械連接，螺栓端面可以以較大的力按壓至軸內(nèi)螺紋端面。
[0021 ] 此外，螺栓的另一接觸表面可用于接觸螺栓與傳感器之間的中間結(jié)構(gòu)，在這種情況下，傳感器不直接接觸螺栓，例如在螺栓的上端。特別是，當(dāng)所述中間結(jié)構(gòu)是金屬片或者墊片時，另一接觸表面可由螺栓上端的環(huán)形面形成，如上所述，其可以以較高的壓力壓入金屬片，從而產(chǎn)生足夠的力，用于傳輸從螺栓到中間結(jié)構(gòu)的振動，尤其是金屬片。
[0022]根據(jù)一實施例，所述螺栓可擰入所述軸，其連接一蓋子(尤其是端蓋)在軸上，其中所述傳感器位于從軸向外比由螺栓緊固的所述蓋的一部分朝向軸的距離更遠的位置。從而，所述螺栓可提供兩個功能，第一個是傳輸振動至所述傳感器，第二個是固定并且保持端蓋子在軸上。
[0023]根據(jù)一實施例，所述蓋子在振動方面比所述螺栓以及軸有一更高的衰減作用，其中所述蓋子可包括鑄鐵或者可由鑄鐵制成。從而，所述螺栓可有利的用于所述軸與傳感器之間的橋接以提供振動傳輸路徑(的一部分)。
[0024]根據(jù)一實施例，由于緊固所述螺栓至軸，所述方法還可包括金屬片與螺栓的連接，尤其是金屬片實施為墊片時，其中，使用膠合物將所述傳感器連接至金屬片，尤其是，蓋子位于所述金屬片與軸之間。所述金屬片可以以足夠大的力壓入螺栓的另一接觸表面，以有效的傳輸螺栓振動至金屬片振動，之后其可被連接至金屬片上的傳感器感應(yīng)。特別是，為了能夠?qū)鞲衅鞣胖迷诮饘倨?，所述金屬片可有足夠大的面積。
[0025]從而，特別是，所述傳感器可有介于4mm到8mm之間的直徑，并且所述傳感器可有介于2_到4_之間的高度。也可采用其他的傳感器尺寸。特別是，所述膠合物可適用于振動的有效傳輸。傳統(tǒng)的墊片也可被使用，所述墊片有足夠大的面積用于放置所述傳感器。尤其是，其他的電路，例如電路板，可被連接至或者置于金屬片上，例如，用于處理傳感器信號的電路和/或用于傳輸傳感器信號尤其是無線的傳輸至數(shù)據(jù)采集設(shè)備和其他處理設(shè)備的電路，其可置于客車或者火車內(nèi)。
[0026]根據(jù)一實施例(尤其是沒有傳感器位于其上的金屬片)，所述方法可使用其他的螺釘，使用膠合物將傳感器連接至其他的螺釘，所述其他的螺釘被擰在螺栓上。在此實施例中，所述其他的螺釘(并且沒有金屬片)代表所述螺栓與傳感器之間的中間結(jié)構(gòu)，其傳輸自螺栓至傳感器的振動。與所述實施例相比，首先，所述傳感器至其他的螺釘?shù)倪B接更加容易，其次，將其他的螺釘擰入螺栓更加容易，此處，所述傳感器直接的連接至螺釘。然而，取決于具體的應(yīng)用，所述傳感器可也通過例如粘結(jié)直接的連接至螺栓。
[0027]根據(jù)一實施例，所述螺栓可包括在螺栓上端的內(nèi)螺紋，尤其是在上端的中心部位，所述內(nèi)螺紋在螺栓的外螺紋的縱向方向上延伸，其中其他的螺釘被擰入螺栓的內(nèi)螺紋。從而，提供了一種簡單的在螺栓上固定其他的螺釘?shù)拇胧?。此外，傳感器的更換或者維修可容易的進行。
[0028]根據(jù)一實施例，所述膠合物(其可用于連接傳感器至金屬片或者至其他的螺釘)可包括硬質(zhì)金屬顆粒，尤其是包括一組與環(huán)氧樹脂混合(尤其是，其已被交聯(lián))的鎢，W、碳化鎢，W2C，WC、氮化鈦，TiN、碳化鐵，TiC、氮碳化鈦，Ti (C) N、氮化鋁鈦，TiAIN、碳化鉭，TaC,鈷，Co、以及鑰，Mo中的一個或者一組合。由于硬質(zhì)金屬顆粒，可以實現(xiàn)有效的傳輸自彼此連接的各表面部分的振動。
[0029]根據(jù)一實施例，螺栓可包括鋼或者可由鋼制成，尤其是根據(jù)DIN 17111、DIN EN10263-UDIN EN 10087,DIN EN 10016_1、DIN EN 10084,DIN EN10269或者DIN EN 10083，螺栓中尤其包括鉻(Cr)和/或鑰(Mo)和/或釩(V)和/或鎳(Ni)和/或鈮(Nb)，其中DIN意為“德國國家標(biāo)準(zhǔn)”。從而，這些材料可提供一種有效的振動傳輸，其涉及低阻尼。
[0030]根據(jù)一實施例，所述軸承的內(nèi)圈可包括鋼或者由鋼制成，尤其是根據(jù)ISO683-17:1999、ISO 683-17:1999、EN 10088-1:1995，內(nèi)圈尤其包括至少 1.5wt%^ Cr (wt%為質(zhì)量分數(shù))，尤其包括0.1被％到2被％之間的碳(C)，尤其包括Cr和/或Mo，其中ISO意為“國家標(biāo)準(zhǔn)化組織”。也就是說，在合金中成分的xwt%意為所述成分占合金質(zhì)量或者重量的x%。
[0031]從而，在運行期間，軸承的內(nèi)圈可承受壓力并且可進一步有效的朝著所述軸傳輸軸承的振動。尤其是，所述內(nèi)圈以及軸可焊接在一起或者可包括壓配合。
[0032]根據(jù)一實施例，所述金屬片可包括鋼或者由鋼制成，尤其是根據(jù)DIN EN10130的軟鋼的冷軋片、根據(jù)DIN EN 10051的合金或非合金鋼的溫軋金屬片、根據(jù)DIN EN 10025的結(jié)構(gòu)鋼的溫軋金屬片，或者根據(jù)DIN EN 10088的不銹鋼片。從而，為了使遠離所述軸承的傳感器能夠測量振動，可提供良好的振動傳輸性能。
[0033]根據(jù)一實施例，傳輸至螺栓作為螺栓振動的軸承振動可有介于10kHz到500kHz之間的頻率。此頻率范圍也可稱為超聲范圍或者聲發(fā)射范圍。所述軸承狀況可進一步由在較低頻率范圍內(nèi)的振動表征，例如O到1kHz之間的范圍。然而，在此低頻機械振動范圍內(nèi)，鑄鐵的減振效果不太明顯，以至于對應(yīng)的低頻振動傳感器可放置在鑄鐵結(jié)構(gòu)上，例如在端蓋上。在另一實施例中，所述低頻振動傳感器也可放置在金屬片或者其他的螺釘上，這取決于具體的應(yīng)用。
[0034]根據(jù)其他方面，提供一種在軸承內(nèi)測量機械軸承振動的裝置。從而，所述裝置包括適于旋轉(zhuǎn)的軸，其連接至所述軸承的內(nèi)圈并且由所述軸承支撐，其中軸承振動激發(fā)所述軸的軸振動(當(dāng)所述軸在實際旋轉(zhuǎn)時)。所述裝置還包括螺栓，為了實現(xiàn)用于傳輸軸振動以激發(fā)所述螺栓的螺栓振動的機械連接，所述螺栓有擰入所述軸的外螺紋部分(尤其是擰入所述軸的內(nèi)螺紋)。此外，所述裝置包括機械的連接(尤其是經(jīng)由金屬片或者其他的螺釘)至所述螺栓的傳感器，其用于記錄螺栓振動，所述螺栓振動可以表示軸承振動。
[0035]結(jié)合附圖對實施方式進行描述。應(yīng)注意的是，本發(fā)明的實施方式不限制于所描述的或者示出的實施例。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0036]圖1示意性的示出了鐵路貨車或者驅(qū)動部的一部分的剖面圖，其包括根據(jù)本發(fā)明的實施例的測量機械軸承振動的裝置，此裝置可被用于根據(jù)本發(fā)明的一實施例的測量機械軸承振動的方法；
[0037]圖2示意性的示出了驅(qū)動部的一部分的剖面圖，其包括根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的測量機械軸承振動的裝置，此裝置可被用于根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的測量機械軸承振動的方法；以及
[0038]圖3示出了鐵路貨車的一部分，其包括圖1或者圖2中所示的裝置。

【具體實施方式】
[0039]圖1示意性的示出了鐵路貨車的驅(qū)動部100的一部分，其包括根據(jù)本發(fā)明的一實施例的測量機械軸承振動的裝置101。測量機械軸承振動的裝置101包括軸103，其適于圍繞旋轉(zhuǎn)軸線105旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)軸線105對應(yīng)于J軸。z軸垂直于y軸并且對應(yīng)于徑向方向，同時I軸也被稱為軸向方向。所述軸103連接至軸承109的內(nèi)圈107，其中所述軸承109相對于鞍適配器111以及轉(zhuǎn)向架113支撐所述軸103，在運行期間，鞍適配器以及轉(zhuǎn)向架均固定，同時所述軸與所述內(nèi)圈107、端蓋115、金屬片117、螺栓119以及傳感器121 —起旋轉(zhuǎn)。
[0040]所述軸承109包括外圈123,其由內(nèi)圈107徑向向外布置,并且還包括多個滾動元件125，例如滾動元件可是圓錐或者圓柱類形狀。所述內(nèi)圈107與所述滾動元件的接觸表面之間以及外圈123與滾動元件125之間的接觸表面之間的潤滑劑沒有示出，潤滑劑被布置用于運行期間減小摩擦力。在所述滾動元件125與外圈123之間或者滾動元件125與內(nèi)圈107之間各自的接觸面積或者接觸點127、129，在運行期間，此處會產(chǎn)生振動，S卩，同時所述軸103旋轉(zhuǎn)。
[0041]根據(jù)本發(fā)明的一實施例，裝置101適于測量源于所述接觸點或者接觸區(qū)域127、129的振動，所述振動可表明所述軸承109的狀況。因此，測量機械軸承振動的裝置101除了包括所述軸103，還包括螺栓119，為了實現(xiàn)用于傳輸軸振動的機械連接以激發(fā)所述螺栓的螺栓振動，所述螺栓有擰入所述軸103的外螺紋部分131，尤其是擰入所述軸103的內(nèi)螺紋133。尤其是，所述軸振動由軸承振動激發(fā)，所述軸承振動由于在接觸區(qū)域127、129的振動產(chǎn)生。所述螺栓119傳輸所述螺栓振動至金屬片117，作為金屬片振動，所述金屬片也可實施為墊片。此外，所述傳感器121，例如壓電傳感器，被粘接至所述金屬片117，從而，使所述金屬片振動被傳輸至所述傳感器121。用于有效的傳輸所述軸振動至螺栓119，所述螺栓119包括沿螺紋方向的接觸表面，并且其也可包括在螺釘?shù)亩嗣?35的接觸表面，以至于此端面135牢牢的壓緊所述軸113內(nèi)的內(nèi)螺紋的內(nèi)端面。
[0042]所述軸103可在軸向方向上延伸(即，沿y軸)并且在所述軸的另一沒有示出的部分，其他軸承可被提供用于在另一端支撐所述軸。輪子137固定至所述軸，在運行期間，滾子可接觸鐵路139。在所述軸的另一端，可布置其他的輪子(在圖1中無示出)。
[0043]所述端蓋115由鑄鐵制造，在超聲區(qū)域，此端蓋有相當(dāng)高地減振效果。所述金屬片117可作為一個軌道傳感器安裝板，尤其是，所述金屬片117(和/或端蓋115)可機加工，以至于一方面實現(xiàn)所述螺栓119 (尤其是螺栓119的上端141的表面)之間良好的機械連接，并且實現(xiàn)所述金屬片117與所述傳感器121之間良好的機械連接，所述傳感器121可使用膠合物粘接在金屬片117上，膠合物包括與樹脂材料混合的硬質(zhì)金屬顆粒。特別是，使用傳統(tǒng)的螺栓或者螺釘以及在火車軸箱上的傳統(tǒng)的螺栓孔，可將所述金屬片117連接至所述軸103。從而，在不影響軸的任何屬性的情況下，所述金屬片117可被連接至軸箱。特別是，在現(xiàn)有的鐵路貨車上，測量裝置101可被改裝。有利的，在不需要拆卸鐵路火車部件的情況下或者不需要拆卸傳動系統(tǒng)的部件情況下，所述傳感器121可容易的由技術(shù)人員從外部獲取。
[0044]圖2示意性的示出了傳統(tǒng)系統(tǒng)的一部分200的剖視圖，傳動系統(tǒng)包括根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的測量機械軸承振動的裝置201。應(yīng)當(dāng)注意的是，在圖1以及圖2中在結(jié)構(gòu)和/或功能上相似的各元件標(biāo)有相同的附圖標(biāo)記，不同的只是第一個數(shù)字。
[0045]在圖2中示出了測量軸承209的機械軸承振動的裝置201，此裝置201如在圖1中示出的裝置101，其包括軸203、螺栓219以及傳感器221。但是，與在圖1中示出的實施例不同的是，所述傳感器221連接至其他的螺釘243上，此螺釘擰入所述螺栓219，尤其是擰入所述螺栓219的內(nèi)螺紋245，此內(nèi)螺紋布置在所述螺栓219的中心部位，圖示中在所述軸203的旋轉(zhuǎn)軸線205。特別是，所述螺栓219的內(nèi)螺紋245在軸線205的方向上延伸，即y軸。所述傳感器221被粘接至其他的螺釘243的上端。在圖2中示出的其他的元件的描述可取自關(guān)于圖1中的描述。
[0046]根據(jù)其他的實施例，所述其他的螺釘243可在所述螺栓的其他位置并且沿著其他的方向擰入螺栓219，而非在圖2中說明的那樣。
[0047]圖3示出了鐵路貨車300的一部分，其中測量軸承振動的裝置101或者201可被集成,并且其中根據(jù)本發(fā)明的一實施例的測量軸承振動的方法可被執(zhí)行。
[0048]兩個輪子337固定在所述軸303上，其中，所述軸303由軸承309支撐，軸承309連接至鞍適配器311，鞍適配器311又連接至轉(zhuǎn)向架313上。在圖3中也示出了端蓋315，其由鑄鐵制成。所述軸承309部分的由所述端蓋315封閉。圖3還示出了三個螺栓319，其傳輸軸承振動至未示出的機械的連接在所述螺栓319上的傳感器。所述螺栓319與未示出的傳感器之間連接的細節(jié)可取自圖1或者圖2。
[0049]根據(jù)一實施例，所述螺栓可包括鋼或者可由鋼制成，尤其是根據(jù)DIN 17111、DINEN10263-UDIN EN10087、DIN EN10016_1、DIN EN1084、DIN EN10269 或者 DIN EN10083，螺栓中包括Cr和/或Mo和/或V和/或Ni和/或Nb。從而，這些材料可提供所述振動的有效傳輸，其涉及低阻尼。
[0050]所述金屬片117可是例如根據(jù)條例/規(guī)則:DIN EN10130 ；DIN EN10051 ；DINEN10025 ；DIN EN10088中的冷軋或者溫軋鋼片。
[0051]附圖標(biāo)記
[0052]100部分傳動系統(tǒng)
[0053]101測量軸承振動的裝置
[0054]103軸
[0055]105軸的旋轉(zhuǎn)軸線
[0056]107軸承內(nèi)圈
[0057]109軸承
[0058]111鞍適配器
[0059]113轉(zhuǎn)向架
[0060]115端蓋
[0061]117金屬片
[0062]119螺栓
[0063]121傳感器
[0064]123軸承外圈
[0065]125滾動元件
[0066]127，129軸承的接觸區(qū)域
[0067]131螺栓的外螺紋部分
[0068]133軸的內(nèi)螺紋
[0069]135螺栓的螺紋部分的端面
[0070]137鐵路輪子
[0071]139鐵路
[0072]141螺栓的上端
[0073]243其他的螺釘
[0074]245螺栓的內(nèi)螺紋
[0075]2xx, 3xx 如 Ixx
【權(quán)利要求】
1.一種方法，其用于在軸承(109)中測量機械軸承振動，所述軸承支撐旋轉(zhuǎn)軸(105)，此旋轉(zhuǎn)軸連接至所述軸承(109)的內(nèi)圈(107)，所述方法包括: 由軸承振動激發(fā)軸的軸振動； 由軸振動激發(fā)螺栓(119)的螺栓振動，為了實現(xiàn)用于傳輸軸旋轉(zhuǎn)的機械連接，所述螺栓有擰入所述軸(103)的外螺紋部分(131);以及 使用傳感器(121)記錄螺栓振動，傳感器機械的連接至所述螺栓(119)，螺栓振動可表示軸承振動。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中，振動傳輸路徑從所述軸承(109)經(jīng)由所述軸(103)以及所述螺栓(119)延伸至所述傳感器(121)來形成，其中，所述傳輸路徑可適于傳輸軸承振動，以至于螺栓振動的振幅是軸承振動的振幅的03.倍到0.9倍之間，尤其是0.5倍到0.7倍之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其中，為了實現(xiàn)所述軸與所述螺栓之間的堅固的機械連接，所述螺栓(119)以介于100N/mm2到1500N/mm2之間，尤其是介于200N/mm2到1000N/mm2之間，進一步尤其是介于400N/mm2到800N/mm2之間，進一步尤其是介于500N/mm2到700N/mm2之間的壓力緊固至所述軸(103)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項的方法，其中，所述螺栓(109)包括與所述軸(103)接觸的接觸表面(135)，其對應(yīng)于所述螺栓(119)的外螺紋部分(131)截取的橫截面的0.3倍到5倍之間，尤其是在0.3倍到0.7倍之間，尤其是，所述接觸表面介于5mm2到10mm2之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項的方法，其中，所述擰入的螺栓連接蓋子(115)在所述軸(103)上，其中，所述傳感器(121)位于從所述軸向外比由所述螺栓(119)緊固的所述蓋(115)的一部分朝向所述軸(103)的距離更遠的位置。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，所述蓋比所述螺栓以及所述軸在振動方面有更高的減振效果，所述蓋特別包括鑄鐵或由鑄鐵制造。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6的方法，其還包括: 與所述螺栓(119)連接的金屬片(117)，尤其是金屬片實施為墊片時，這是由于要緊固所述螺栓至所述軸，其中，使用膠合物(122)將所述傳感器連接至所述金屬片，尤其是，所述蓋(115)位于所述金屬片(117)與所述軸(103)之間。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項的方法，其還包括使用的其他的螺釘(243)，使用膠合物(222)將所述傳感器(221)連接至所述其他的螺釘，所述其他的螺釘被擰入所述螺栓(219)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其中，所述螺栓包括內(nèi)螺紋(245)，其在所述螺栓(219)上端(241)，尤其是所述上端的中心，所述內(nèi)螺紋(245)在所述螺栓的外螺紋的縱向方向上延伸，其中，所述其他的螺釘(243)被擰入所述螺栓(219)的內(nèi)螺紋(245)。
10.根據(jù)權(quán)利要求7至9中任一項的方法，其中，所述膠合物(122，222)包括硬質(zhì)金屬顆粒，尤其是，包括一組與環(huán)氧樹脂混合的鎢，W、碳化鎢，W2C，WC、氮化鈦，TiN、碳化鈦，TiC,氮碳化鈦，Ti (C)N、氮化鋁鈦，TiAIN、碳化鉭，TaCjt Co、以及鑰，Mo中的至少一個或者其組合。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項的方法，其中，所述螺栓(119，219)包括鋼或者由鋼制成，尤其是根據(jù) DIN17111、DIN EN10263-1、DIN EN10087.DIN EN10016-1、DIN EN10084、DIN EN10269或者DIN EN10083,螺栓中尤其包括Cr和/或Mo和/或V和/或Ni和/或Nb。
12.根據(jù)權(quán)利要求1至11中任一項的方法，其中，所述軸承(109，209)的內(nèi)圈(107，207)包括鋼或者由鋼制成，尤其是根據(jù)IS0683-17:1999, IS0683-17:1999、EN10088-1:1995，內(nèi)圈尤其包括至少1.5wt%^ Cr，尤其包括0.^^%到2wt%之間的C，尤其包括Cr和/或Mo。
13.根據(jù)權(quán)利要求1至12中任一項的方法，其中，所述金屬片(117，217)包括鋼或者由鋼制成，尤其是根據(jù)DIN EN10130的軟鋼的冷軋片、根據(jù)DIN EN10051的合金或非合金鋼的溫軋金屬片、根據(jù)DIN EN10025的結(jié)構(gòu)鋼的溫軋金屬片，或者根據(jù)DIN EN10088的不銹鋼片。
14.根據(jù)權(quán)利要求1至13的方法，其中，傳輸至所述螺栓(119，219)作為螺栓振動的軸承振動有介于10kHz到500kHz之間的頻率。
15.一種裝置(101，201)，其用于測量在軸承(109,209)中機械軸承振動，所述裝置包括: 適于旋轉(zhuǎn)的軸(103，203)，其連接至所述軸承(109,209)的內(nèi)圈(107，207)，并且由所述軸承支撐，其中，軸承振動激發(fā)所述軸(103,203)的軸振動； 螺栓(119，219)，為了實現(xiàn)用于傳輸軸振動的機械連接以激發(fā)所述螺栓的螺栓振動，所述螺栓有擰入所述軸(103,203)的外螺紋部分(131,231);以及 機械的連接至所述螺栓(119，219)的傳感器(121，221)，其用于記錄螺栓振動，所述螺栓振動表示軸承振動。
【文檔編號】G01M13/04GK104303036SQ201380025869
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2013年4月17日 優(yōu)先權(quán)日:2012年4月24日
【發(fā)明者】J.厄斯金, K.漢密爾頓, G.麥古甘, T.史密斯, A.湯姆森, A.C.范德哈姆, S.齊格勒 申請人:Skf公司