專利名稱：軸承振動測量用傳振桿的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種測量滾動軸承振動的儀器，尤其是涉及一種線性工作頻率范圍基本或完全覆蓋有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定(50～10000Hz)的軸承振動測量的滾動軸承振動加速度傳感器。
背景技術(shù)：
振動是軸承重要的技術(shù)和質(zhì)量指標(biāo)。軸承研究部門、軸承生產(chǎn)廠家、主機(jī)用戶對軸承進(jìn)行研究、質(zhì)量評定時都要對軸承的振動進(jìn)行檢測。軸承振動信號的拾取，是檢測過程中首要和最重要的環(huán)節(jié)。如果拾取的軸承振動信號失真，后繼的轉(zhuǎn)換、分析、顯示等也必然是失真的、錯誤的。
測量軸承振動時，由于受客觀條件的限制，壓電加速度計無法按最理想的鋼螺栓固聯(lián)方式安裝在被測軸承上，而是按附圖1和附圖2所示的探針式安裝方式安裝在被測軸承上，傳感器傳振桿2和被測軸承6的外圓柱表面之間以標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的1.0～10N的力相接觸。振動測量時，軸承內(nèi)圈被驅(qū)動心軸驅(qū)動以恒定轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，外圈在純軸向力的作用下保持靜止，軸承振動通過傳振桿輸入壓電加速度計5，轉(zhuǎn)換成電信號后由電纜3輸出。
按現(xiàn)有技術(shù)的傳感器及其安裝方式，傳感器的安裝諧振頻率取決于傳感器和軸承之間的接觸諧振頻率。因為①傳感器和軸承之間為點接觸；②傳振桿頭部材料的彈性模量不高；③傳振桿質(zhì)量較大等，導(dǎo)致現(xiàn)有技術(shù)傳感器和軸承之間的接觸剛度不高，接觸諧振頻率低，只有2000～3000Hz，即傳感器安裝諧振頻率只有2000～3000Hz。然而，軸承振動檢測要求的頻率范圍為50～10000Hz，在這個頻率范圍內(nèi)，要求傳感器工作在線性狀態(tài)，最大線性誤差不超過5％?，F(xiàn)有技術(shù)的傳感器顯然遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了這一要求，其結(jié)果是①傳感器拾取的軸承振動信號存在嚴(yán)重失真，不能用作軸承振動的分析研究；②存在測值精確度問題，軸承振動測量值偏小。因此，現(xiàn)有技術(shù)傳感器滿足不了人們以研究軸承振動為目的或以評價軸承的產(chǎn)品質(zhì)量為目的的對軸承振動的精確測量要求。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型主要是解決現(xiàn)有軸承振動測量因傳感器傳振桿與被測軸承接觸剛度低而存在的傳感器拾取的軸承振動信號失真，振動測量值誤差較大，難以滿足以研究軸承振動或以評價軸承的產(chǎn)品質(zhì)量為目的的對軸承振動進(jìn)行精確測量要求等技術(shù)問題。
本實用新型的上述技術(shù)問題主要是通過以改良傳振桿的結(jié)構(gòu)和材質(zhì)為主的下述技術(shù)方案得以解決的在所述傳振桿的一端設(shè)有連接部，其上設(shè)置有由高彈性模量材料制成的且與被測軸承呈線或面接觸的傳振頭；設(shè)于傳振桿另一端內(nèi)設(shè)有深沉孔。換言之，以提高傳感器與被測軸承的接觸剛度，減輕傳感器系統(tǒng)運動零件的等效質(zhì)量，進(jìn)而提高傳感器與軸承的接觸諧振頻率(即傳感器的安裝諧振頻率)為目的對現(xiàn)有的軸承振動測量用加速度傳感器進(jìn)行改良。主要是對傳感器中的傳振桿結(jié)構(gòu)和材質(zhì)進(jìn)行改進(jìn)，其具體包括①將傳振桿頭部頂端由點改為直線和平面，使傳感器與被測軸承從點接觸變成線和面接觸；②將傳振桿頭部材料由彈性模量比較低的45鋼、GCr15鋼等改變?yōu)閺椥阅Ａ勘容^高的硬質(zhì)合金、陶瓷、金剛石等；③將傳振桿桿身的直徑減小，傳振桿根部沉孔的深度增加，使質(zhì)量減輕為現(xiàn)有技術(shù)的3/4～2/3。
作為優(yōu)選，者說換言之，所述的改進(jìn)的加速度傳感器傳振桿頭部頂端的幾何曲線分別為(沿傳振桿的軸線方向從頭部往根部觀察)直線和平面。
作為優(yōu)選，設(shè)于傳振桿一端的連接部有一個圓柱形的腔室，內(nèi)嵌有與之相配置的圓柱形傳振頭，傳振頭直徑比桿身直徑小，高度2～10mm，與桿身頭部平齊或略高。
作為優(yōu)選，所述的傳振頭的接觸端部之寬度大于傳振桿的直徑，且通過緊定螺釘將兩者固定于一體。這樣，便于傳振頭的拆卸、安裝。當(dāng)頂端幾何曲線為直線時頭部為U形和V形。
作為優(yōu)選，所述的傳振頭的接觸端部的材質(zhì)為硬質(zhì)合金或陶瓷或金剛石，其形狀為矩形平面，長×寬為(5～30)mm×(2～10)mm。
傳振桿頭部與桿身的連接方式除了緊定螺釘固定外，還可以為過盈配合嵌入或焊接等方法。
作為優(yōu)選，傳振桿桿身的直徑為6～10mm。
由于本實用新型1.將傳振桿的頭部頂端改為直線和平面，測量時保證傳感器和被測軸承的外圓柱面為直線接觸；2.傳振桿頭部的材料為高彈性模量材料硬質(zhì)合金(鎢鋼)、陶瓷、金剛石等；3.傳振桿桿身變細(xì)、根部沉孔加深，使傳振桿質(zhì)量得以減輕。其中第1、第2條使傳感器和被測軸承的接觸剛度得以成倍提高；第3條使傳振桿的質(zhì)量得以明顯減輕。綜合結(jié)果使傳感器與被測軸承的接觸諧振頻率即傳感器的安裝諧振頻率提高為現(xiàn)有技術(shù)的5～10倍。傳感器安裝諧振頻率的大幅度提高意味著傳感器線性工作頻率范圍的加寬，因此，同現(xiàn)有技術(shù)相比，應(yīng)用本實用新型測量的軸承振動信號失真程度明顯減少或不失真，極大地提高了軸承振動值的測量精確度。
由此可見，與現(xiàn)有的傳感器相比，改進(jìn)后的本實用新型傳感器在使用時(測量軸承振動時)具有如下特點①傳感器與被測軸承之間的接觸剛度成倍提高，傳感器安裝諧振頻率提高為原來的5～10倍，即可達(dá)15000Hz～30000Hz，能夠滿足50～10000Hz頻率范圍的軸承振動檢測要求；②傳感器線性工作頻率范圍大大加寬，大幅度提高了軸承振動值的測量精確度；③傳感器拾取的軸承振動信號的失真程度得以大幅度的降低或消除，可以用作軸承振動的分析研究。改進(jìn)后的傳感器還具有如下好的附帶效果①傳感器安裝諧振頻率不再和軸承型號、尺寸有關(guān)，是穩(wěn)定的；②傳感器安裝諧振頻率對傳感器和被測軸承之間的接觸載荷變化的敏感度降低，即傳感器安裝諧振頻率比較穩(wěn)定。


附圖1現(xiàn)有的傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖；附圖2是附圖1的A-A剖視圖；附圖3是安裝有本實用新型的一種傳感器的整體結(jié)構(gòu)示意圖；附圖4是附圖3的B-B剖視圖；附圖5是本實用新型的一種放大的帶局部剖視的結(jié)構(gòu)示意圖；
附圖6是本實用新型的另一種放大的帶局部剖視的結(jié)構(gòu)示意圖；附圖7是附圖6俯視圖。
具體實施方式
下面通過實施例，并結(jié)合附圖，對本實用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說明。
實施例1傳振桿2系采用直徑為8mm的鋼材加工制成，其上端設(shè)置有槽體，另一端設(shè)置有深度達(dá)1/2長度的沉孔21；在傳振桿2另一端的沉孔21上設(shè)置有鋼螺栓26，并通過其與壓電加速度計5鋼性固聯(lián)，壓電加速度計5的另一端和彈簧4套聯(lián)，然后，將它們放入傳感器套筒內(nèi)，組成不帶傳振桿頭部的軸承振動加速度傳感器(參見附圖3和附圖4)。然后，將由高彈性模量的鎢鋼制成的傳振頭8，其形狀為外端較寬的扁平體放入傳振桿的槽體內(nèi)，并由設(shè)于槽體上的螺絲釘20將兩者緊固成一體(參見附圖6和附圖7)，組成完整的軸承振動測量傳感器。
本實用新型安裝在傳感器上后，以后的使用與調(diào)整、測量方法等可與現(xiàn)有技術(shù)傳感器完全相同。
實施例2在傳振桿2的一端部設(shè)置一圓柱形的腔室(即低沉孔)，內(nèi)嵌有與之相配置的圓柱形傳振頭8，它可采用鎢鋼或陶瓷或金剛石制成，傳振頭直徑比桿身直徑小，高度2～10mm，與桿身頭部平齊或略高(參見附圖5)。由于此種傳振桿的安裝和使用方法與現(xiàn)有技術(shù)一樣，故不贅述。
權(quán)利要求1.一種軸承振動測量用傳振桿，其一端接觸被測軸承，另一端與加速度計相聯(lián)接，其特征是在所述傳振桿(2)的一端設(shè)有連接部，其上設(shè)置有由高彈性模量材料制成的且與被測軸承呈線或面接觸的傳振頭(8)；設(shè)于傳振桿(2)另一端內(nèi)設(shè)有深沉孔(21)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軸承振動測量用傳振桿，其特征是在設(shè)于傳振桿(2)一端的連接部呈槽形，其上嵌置固定有與之相配的傳振頭(8)；且所述的傳振頭(8)的接觸端部呈U型或V型；所述的深沉孔(21)的深度為傳振桿(2)全長的1/2～4/5。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軸承振動測量用傳振桿，其特征是在設(shè)于傳振桿(2)一端的連接部有一個圓柱形的腔室，內(nèi)嵌有與之相配置的圓柱形傳振頭(8)，其接觸端部為平面。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的軸承振動測量用傳振桿，其特征在于所述的傳振頭(8)的接觸端部之寬度大于傳振桿(2)的直徑，且通過緊定螺釘(20)將兩者固定于一體。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的軸承振動測量用傳振桿，其特征在于所述的傳振頭(8)的接觸端部的材質(zhì)為硬質(zhì)合金或陶瓷或金剛石，其形狀為矩形平面，長×寬為(5～30)mm×(2～10)mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的軸承振動測量用傳振桿，其特征在于所述的傳振頭(8)的接觸端部的材質(zhì)為硬質(zhì)合金或陶瓷或金剛石，其形狀為矩形平面，長×寬為(5～30)mm×(2～10)mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的軸承振動測量用傳振桿，其特征在于所述的傳振桿(2)桿身的直徑為6～10mm。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的低彈性模量的軸承振動傳振桿，其特征在于所述的傳振桿(2)桿身的直徑為6～10mm。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的軸承振動測量用傳振桿，其特征在于所述的內(nèi)嵌的圓柱形傳振頭的材質(zhì)為硬質(zhì)合金或陶瓷或金剛石，直徑比桿身直徑小，高度2～10mm，與桿身頭部平齊或略高。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的低彈性模量的軸承振動傳振桿，其特征在于所述的傳振桿桿身的直徑為6～10mm。
專利摘要本實用新型涉及一種在較寬的頻率范圍(50－10000Hz)基本不失真地進(jìn)行軸承振動測量的滾動軸承振動加速度傳感器。它主要是在所述傳振桿的一端設(shè)有連接部，其上設(shè)置有由高彈性模量材料制成的且與被測軸承呈線或面接觸的傳振頭；設(shè)于傳振桿另一端內(nèi)設(shè)有深沉孔。因此，具有下述特點①傳感器與被測軸承之間的接觸剛度成倍提高，傳感器安裝諧振頻率提高為原來的5~10倍；②傳感器線性工作頻率范圍大大加寬，大幅度提高了軸承振動值的測量精確度；③傳感器拾取的軸承振動信號的失真程度得以大幅度的降低或消除，可以用作軸承振動的分析研究。此外，還利于提高檢測的穩(wěn)定性。
文檔編號G01M13/00GK2543051SQ02231720
公開日2003年4月2日 申請日期2002年4月21日 優(yōu)先權(quán)日2002年4月21日
發(fā)明者趙聯(lián)春, 馬純青 申請人:趙聯(lián)春