SE501814C2 - Anordning för lastmätning i rullningslager - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 501 814 2 kalibrering, som är nödvändig vid tidigare lösningar, för att eliminera inverkan orsakad av inbyggnad och liknande kunnat elimineras, vilket innebär att det lastkännande lagret enligt uppfinningen utgör en praktiskt färdig slutprodukt, i motsats till klassiska kraftmätningslager, som är färdiga först efter inbyggnad och efterföljande kalibrering.

Uppfinningen kommer härefter att närmare beskrivas under hän- visning till i bifogade ritningar visade utföringsexempel.

Fig. 1 visar i tvärsnitt ett dubbelradigt sfäriskt rullager utformat i enlighet med uppfinningen, Fig. 2 visar schematiskt ett parti av lagret enligt Fig. l med en däri ingående rulle i genomskärning, och Fig. 3 är en schematisk illustration av lagret enligt upp- finningen inkopplat i ett datoranslutet mätsystem.

I Fig. 1 visas i tvärsnitt ett dubbelradigt sfäriskt radial- rullager 1 innefattande en ytterring 2, en däri anordnad innerring 3, och ett antal mellan lagerringarna anordnade rullar 4, vilka styrs och hâlles åtskilda med en distansring 5 och en hållare 6. Enligt uppfinningen har i varje rullrad en rulle 4a resp. 4b försetts med en koaxiell central borrning 7, vari är anordnat minst en sensor 8, t.ex. en töjningsgivare, som är arrangerad företrädesvis i omkretsled, och ansluten till en miniatyriserad förstärkare/sändare 9, vilken likaså är monterad i borrningen 7. En liten spole 10 är monterad i anslutning till förstärkaren/sändaren 9 i borr- ningen 7 och dess ände skjuter ut utanför änden på rullen 4a resp. 4b. Denna i mätrullen anordnade spole 10 kommunicerar med en stor, stationär spole ll anordnad vid den stilla- stående lagerringen, d.v.s. i det visade exemplet vid ytter- ringen 2. I exemplet är denna stationära, yttre spole ll fixerad till ytterringen 2 medelst en till ringens gavel fäst, t.ex. fastskruvad hàllarring 12, men man kan naturligt- vis också tänka sig att den stationära spolen ll är fast- limmad till den stationära ringens gavel, eller på något av dessa eller pà annat sätt fäst till ett, ej visat, lagret inneslutande hus. 10 15 20 25 30 35 501 814 3 Den stationära spolen ll försörjer den i rullen 4a resp. 4b anordnade spolen 10 med energi, och den i borrningen 7 anord- nade spolen 10 sänder kontinuerligt lastdata, i form av töj- ningsvärden fràn sensorerna 8, vilka värden är representativa för den kraft eller last som den med mätutrustning bestyckade rullen 4a resp. 4b kontinuerligt utsättes för. På så sätt får man fortlöpande mätvärden om lagerbelastningen, och med hjälp av en i det ej visade lagerhuset eller liknande, fast anord- nad separat spole, kan man låta rullens instrumentering ge impuls när en given position i lagret passeras, varigenom man också kan få en orientering av lagret och därmed möjlighet att göra en absolut riktningsbestämning för lasten. Pà detta sätt användes spolsystemet såväl för energiförsörjning till förstärkare/sändare som för signalöverföring.

I Fig. 2 visas i större skala ett avsnitt av lagret enligt uppfinningen, och med en mätinstrumentbestyckad rulle 4a i genomskärning och häri antyds på ett tydligare sätt, om än schematiskt, hur sensorer 8 i form av töjningsgivare kan vara arrangerade pà väggen till borrningen 7.

I Fig. 3 illustreras schematiskt hur de av sensorerna i en rulle i varje rullrad i lagret enligt uppfinningen via spol- systemet avgivna signalerna överföres till en dator 13, i vilken signalerna behandlas och utvärderas, pá ett sätt, som inte utgör någon egentlig del av föreliggande uppfinning.

Med ett lager av detta slag är det möjligt att pà enkelt och tillförlitligt sätt mäta den totala lagerlastens storlek och riktning, såväl i lagrets plan som axiellt, vilket kan vara väsentligt för att optimera vissa processer där lager utsätts för processbetingade krafter och laster, som kan inverka pá processresultatet.

Vidare kan man på detta sätt få vetskap om felfunktion hos lager, t.ex. om ett lager som skall vara axiellt frigàende, plötsligt visar sig bära axiallast. 10 15 20 25 30 35 501 81-4 4 Dessutom är det med de erhållna mätresultaten möjligt att fastställa en lagrings inre lastfördelning, vilket är av betydelse för beräkning av lagerlivslängd och för att på konstruktionsstadiet och även vid montering av lagringen vidta åtgärder för att styra lastfördelningen.

Direkta skador på lagrets löpbanor och rullkroppar kan också detekteras genom mätning av rullasten.

Mätningen kan ske antingen kontinuerligt i realtid eller stickprovsvis, och även om det visade exemplet hänför sig till ett dubbelradigt sfäriskt rullager är uppfinningen naturligtvis också tillämplig på cylindriska eller koniska rullager, t.ex. sfäriska axialrullager, o.s.v.

De som töjningsgivare illustrerade sensorerna 8 har visats anordnade i mitten av öppningen 7 men de kan också anordnas i båda ändar av öppningen 7 eller axiellt åtskilda och det är även möjligt att koppla samman flera töjningsgivare i bryggform.

I ritning och beskrivning har visats och angivits att en rulle i varje rullkroppsrad förses med mätutrustning, men det är naturligtvis underförstått att man kan låta bestycka fler än en rulle i varje°rulkroppsrad med sådan utrustning, även om komplexiteten i liksom mätningarna härigenom ökar, kostnaden för utrustningen.

Den bestyckade rullen har visats med en centralt placerad genomgående borrning, men man kan också tänka sig en eller flera excentriskt placerade borrningar, t.ex. fyra kring rullcentrum symmetriskt anordnade borrningar, och det är ej heller nödvändigt att borrningen är genomgående.

I figurerna är avståndet.mellan den stationära spolen och den i rullen 4a, 4b anordnade, och därmed rörliga spolen visat i överdriven storlek, medan detta avstånd i verkligheten upp- går till endast några millimeter. 10 501 814 - s De använda sensorerna kan som antytts vara av annat slag, än töjningsgivare, även om dessa visat sig ge en god funktion.

Såväl som energitillförsel till rullen/rullarna kan åstadkommas på annat sätt än vad som illustrerats och beskrivits, såsom t.ex. med radioöverföring signalöverföring frân, resp. med pulsad mikrovàgsteknik eller liknande Uppfínningen är inte heller i övrigt begränsad till de i bi- fogade ritningar visade, och i anslutning därtill beskrivna utförandena utan modifikationer är möjliga inom ramen för efterföljande patentkrav.

Claims (7)

10 15 20 25 30 35 501 814 6 PATENTKRAV

1. Anordning för lastmätning i rullningslager varvid mätningen sker med hjälp av sensorer inrättade att mäta på lagret pålagda krafter, och kommunícerande med organ för registrering, bearbetning och utvärdering av från sensorerna avgivna signaler, vilka är representativa för lagerlasten, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att minst en rullkropp (4a,4b) per rullkroppsrad är försedd med minst en borrning (7) i vilken är anordnat minst en sensor (8), samt organ (9,l0) för förstärkning och överföring av signaler avgivna av sagda sensor till en vid lagrets icke- roterande lagerring anordnad mottagare (ll), från vilken sagda signaler leds vidare till externa organ för signal- behandling.

2. Anordning enligt patentkravet 1 k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att sagda, med sensor (8) samt med dess förstärknings- och (9,l0) (7) är en centralt placerad och med rullens överföringsorgan rullkropp (4a,4b) centrumaxel koaxiell borrning. bestyckade borrning i sagda

3. Anordning enligt något av patentkraven l eller 2, k ä n n e t e c k n a d d ä r a V, att organen för överförande av signaler från den med sensor (8) bestyckade rullen (4a, 4b) utgöres av en miniatyriserad sändare/förstärkare (9), vilken står i kontakt med sensorn (8) och en därtill ansluten spole (10), som via telemetri kommunicerar med sagda i anslutning till lagrets stilla- stående lagerring (2: 3) anordnade mottagande organ (ll).

4. Anordning enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att det i anslutning till den stillastående lagerringen anordnade mottagande organet utgöres av en spole (ll).

5. Anordning enligt patentkravet 4, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, 10 15 20 501 814 7 att den i anslutning' till den stillastående lagerringen anordnade spolen (ll) är fäst mot den stillastående ringens ena gavelsida, medan den i borrningen (7) i rullen (4a, 4b) anordnade spolen (10 är inrättad. att skjuta ut 'utanför rullens gavelsida och under rullsatsens rörelse kring lagrets centrumaxel beskriva en cirkulär bana på litet avstånd från mantelytan på spolen (ll) vid den stillastående lagerringen.

6. Anordning enligt-något av patentkraven 3 till 5, k ä n n e t e c k n a d Id ä r a v, att sändaren (9) tillföres driftsenergi från spolen (ll) i anslutning till den stillastående lagerringen, samtidigt som sändaren (9) sänder från sensorn (8) erhållna lastdata, vilka mottas av den stationära spolen (11) och från denna leds vidare till signalbehandling, registrering och utvärdering.

7. Anordning enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att sensorn (8) utgöres av minst en i borrningens omkrets- riktning anbringad töjningsgivare.