冗餘滾動軸承機構的製作方法
2023-04-27 15:31:26 3
冗餘滾動軸承機構的製作方法
【專利摘要】本發明涉及一種冗餘滾動軸承機構，包括齒輪軸，所述齒輪軸的兩端對稱設有相同結構的冗餘滾動軸承機構，所述冗餘滾動軸承機構包括固定套，所述固定套活動連接活動座一和活動座二，所述活動座一固定連接軸承，所述軸承的左側設有監控裝置一，所述活動座二固定連接冗餘軸承，所述冗餘軸承的右側設有監控裝置二，所述活動座一固定連接驅動裝置一，所述活動座二固定連接驅動裝置二。本發明的有益效果為：可以自動檢測軸承工作狀態，當軸承將要損壞時，可以在不停止機器運轉的情況下自動更換軸承，大大提高了機械系統的可靠性。
【專利說明】冗餘滾動軸承機構
【技術領域】
[0001]本發明涉及機械領域，尤其涉及一種不用停止機器運轉的情況下自動更換軸承的冗餘滾動軸承機構。
【背景技術】
[0002]滾動軸承是各種機械裝置中常用的基礎部件。在現有技術中，如軸承發生損壞，需更換時，須停下正在運行中的設備，然後拆卸更換。停機必然造成損失。更重要的是，一些重要機器設備是不允許隨意停機的，如航空、航天、鐵路運輸、發電機、軍用設施等，如軸承在工作過程中損壞，極易造成重大的安全事故。
【發明內容】
[0003]本發明的目的是提供一種冗餘滾動軸承機構，以克服現有技術存在的上述不足。
[0004]本發明的目的是通過以下技術方案來實現:
一種冗餘滾動軸承機構，包括齒輪軸，所述齒輪軸的兩端對稱設有相同結構的冗餘滾動軸承機構，其特徵在於:所述冗餘滾動軸承機構包括箱體，所述箱體固定連接固定套，所述固定套活動連接活動座一和活動座二，所述活動座一固定連接軸承的外圈或軸承的內圈，所述軸承的內圈或軸承的外圈固定連接所述齒輪軸，所述軸承的左側設有用於檢測所述軸承周圍溫度的監控裝置一，所述活動座二固定連接所述冗餘軸承的外圈或冗餘軸承的內圈，所述冗餘軸承的內圈或冗餘軸承的外圈固定連接所述齒輪軸，所述冗餘軸承的右側設有用於固定所述冗餘滾動軸承機構的限位板，所述冗餘軸承的右側設有用於檢測活動座二是否移動到工作位的監控裝置二，所述活動座一連接用於使所述活動座一軸向移動的驅動裝置一，所述活動座二連接用於使所述活動座二軸向運動的驅動裝置二。
[0005]進一步的，所述監控裝置一包括設在軸承左側的溫度傳感器，所述溫度傳感器通過導線連接微控制單元，所述微控制單元連接人機界面鍵盤及顯示器。
[0006]進一步的,所述驅動裝置一包括固定連接所述活動座一的從動齒輪一,所述從動齒輪一的上部哨合連接主動齒輪一，所述主動齒輪一固定連接電機一，所述電機一的頂部固定連接電機座一，所述電機座一固定連接所述箱體；所述驅動裝置二包括固定連接所述活動座二的從動齒輪二，所述從動齒輪二的上部嚙合連接主動齒輪二，所述主動齒輪二固定連接電機二，所述電機二的頂部固定連接電機座二，所述電機座二固定連接所述箱體；所述監控裝置二包括設在所述固定套右端面上的壓力傳感器，所述壓力傳感器的右側設有用於觸發壓力傳感器的按壓部，所述按壓部固定連接活動座二的外壁上，所述壓力傳感器通過導線連接所述微控制單元；可選擇的，所述驅動裝置一包括固定連接所述箱體的電機座一，所述電機座一的右側固定連接電機一，所述電機一固定連接凸輪，所述凸輪活動連接從動連杆的中部，所述從動連杆的下端連接設在所述電機座一下方的支架，所述從動連杆的上端設有轉輪，所述轉輪的外圈連接推拉杆連接塊的右側，所述推拉杆連接塊的左側連接推拉杆，所述推拉杆的左端連接活動座一；所述驅動裝置二包括固定連接所述活動座二的從動齒輪二，所述從動齒輪二的上部嚙合連接主動齒輪二，所述主動齒輪二固定連接電機二，所述電機二的底部固定連接電機座二，所述電機座二固定連接所述箱體；所述監控裝置二包括設在所述限位板的右端面與所述從動齒輪二相對應的位置上設有壓力傳感器，所述壓力傳感器通過導線連接所述微控制單元。
[0007]進一步的，所述活動座一與軸承連接的面上設有用於防止所述軸承的外圈或軸承的內圈的軸向移動的凸環一，所述活動座二與冗餘軸承連接的面上設有用於防止所述冗餘軸承的外圈或冗餘軸承的內圈的軸向移動的凸環二，所述軸承與所述冗餘軸承之間設有擋圈。
[0008]進一步的,所述軸承與冗餘軸承為圓錐滾子軸承或角接觸球軸承,所述電機一與電機二均為伺服電機，所述電機一與電機二內設有制動器，所述電機一與電機二均連接所述微控制單元。
[0009]本發明的有益效果為:可以自動檢測軸承工作狀態，當軸承將要損壞時，可以在不停止機器運轉的情況下自動更換軸承，大大提高了機械系統的可靠性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0010]下面根據附圖對本發明作進一步詳細說明。
[0011]圖1是本發明實施例一所述冗餘滾動軸的軸承工作的結構示意圖；
圖2是本發明實施例一所述冗餘滾動軸的冗餘軸承工作的結構示意圖；
圖3是本發明實施例一所述控制裝置的結構示意圖；
圖4是本發明實施例二所述冗餘滾動軸的軸承工作的結構示意圖；
圖5是本發明實施例二所述冗餘滾動軸的冗餘軸承工作的結構示意圖；
圖6是本發明實施例二所述控制裝置的結構示意圖；
圖中:
1、齒輪軸；2、固定套；3、活動座一 ；4、軸承；5、從動齒輪一 ；6、主動齒輪一 ；7、電機一；
8、溫度傳感器；9、電機座一 ；10、活動座二 ；11、按壓部；12、冗餘軸承；13、壓力傳感器；14、從動齒輪二 ；15、主動齒輪二 ；16、電機二 ；17、電機座二 ；18、人機界面鍵盤；19、顯示器；20、微控制單元；21、齒輪軸；22、固定套；23、活動座一 ；24、凹槽；25、通孔；26、推拉杆；27、軸承；28、溫度傳感器；29、活動座二 ；30、冗餘軸承；31、限位板；32、壓力傳感器；33、從動齒輪二 ；34、主動齒輪二 ；35、電機二 ；36、電機座二 ；37、推拉杆連接塊；38、轉輪；39、從動連杆；40、凸輪；41、電機一 ；42、支架；43、電機座一 ；44、擋圈；45、擋圈；46、凸環一 ；47、凸環二 ；48、凸環一 ；49、凸環二 ；50、箱體；51、箱體；52、限位板。
【具體實施方式】
[0012]如圖1-3所示，本發明實施例一所述的冗餘滾動軸承機構，包括齒輪軸1，所述齒輪軸I的兩端對稱設有相同結構的冗餘滾動軸承機構，所述冗餘滾動軸承機構包括箱體50，所述箱體50固定連接的固定套2，所述固定套2的內壁螺紋連接活動座一 3和活動座二 10，所述活動座一 3固定連接軸承4的外圈，所述軸承4的內圈固定連接所述齒輪軸1，所述軸承4的左側設有用於檢測所述軸承4周圍溫度的監控裝置一，所述活動座二 10固定連接冗餘軸承12的外圈，所述冗餘軸承12的內圈固定連接所述齒輪軸1，所述固定套2的右端面上設有用於固定所述冗餘滾動軸承機構的限位板52，所述固定套2的右側設有用於檢測活動座二 10是否移動到工作位的監控裝置二，所述活動座一 3連接用於使所述活動座一 3軸向移動的驅動裝置一，所述活動座二 10連接用於使所述活動座二 10軸向運動的驅
動裝置二。
[0013]所述監控裝置一包括設在軸承4左側的溫度傳感器8，所述溫度傳感器8通過導線連接微控制單元20，所述控制單元20用於處理數據及控制電機一 7與電機二 16，所述微控制單元20連接人機界面鍵盤18及顯示器19。
[0014]所述驅動裝置一包括從動齒輪一 5，所述從動齒輪一 5固定連接在所述安裝座一的左端面上，所述從動齒輪一 5的上部嚙合連接主動齒輪一 6，所述主動齒輪一 6固定連接電機一 7,所述電機一 7的頂部固定連接電機座一 9,所述電機座一 9的形狀為L形,所述電機座一 9的垂直端的外壁固定連接所述箱體50。
[0015]所述驅動裝置二包括從動齒輪二 14，所述從動齒輪二 14的左端面上固定連接活動座二 10，所述從動齒輪二 14的上部嚙合連接主動齒輪二 15，所述主動齒輪二 15固定連接電機二 16，所述電機二 16的頂部固定連接電機座二 17，所述電機座二 17的形狀為L形，所述電機座二 17的垂直端的外壁固定連接所述箱體50。
[0016]所述監控裝置二包括設在所述固定套2右端面上的壓力傳感器13，所述壓力傳感器13的右側設有用於觸發壓力傳感器13的按壓部11，所述按壓部11固定連接活動座二10的外壁上，所述壓力傳感器13通過導線連接所述微控制單元20。
[0017]所述活動座一 3與軸承4連接的面上設有用於防止所述軸承4外圈軸向滑動的凸環一 46，所述活動座二 10與冗餘軸承12連接的面上設有用於防止所述冗餘軸承12的外圈軸向移動的凸環二 47，所述軸承4與所述冗餘軸承12之間設有擋圈44 ;所述軸承4與冗餘軸承12優選為圓錐滾子軸承4或角接觸球軸承4，所述電機一 7與電機二 16均優選為伺服電機，所述電機一 7與電機二 16內設有制動器,所述電機一 7與電機二 16均連接至微控制單元。
[0018]溫度傳感器8檢測軸承4周圍的工作溫度，當溫度超過微控制單元20設定的溫度時，微控制單元20發出指令，使電機二 16工作，轉動主動齒輪二 15，帶動從動齒輪二 14和活動座二 10轉動並向左移動，當活動座二 10的按壓部11壓到壓力傳感器13並達到設定壓力值時，說明冗餘軸承12的外圈移動到工作位，冗餘軸承12已進入工作狀態，電機二 16制動鎖定；微控制單元20再發出指令，電機一 7工作，轉動主動齒輪一 6，帶動從動齒輪一 5和活動座一 3轉動並向右移動，使軸承4的外圈與其主體脫開接觸，退出工作狀態，電機一7制動鎖定，實現了軸承4和冗餘軸承12之間的不停機更換。
[0019]如圖4-6所示，本發明實施例二所述的冗餘滾動軸承機構，包括齒輪軸21，所述齒輪軸21的兩端對稱設有相同結構的冗餘滾動軸承機構，所述冗餘滾動軸承機構包括與所述箱體51固定連接固定套22，所述固定套22為空心軸，所述固定套22的外壁螺紋連接活動座二 29，所述固定套22的外壁滑動連接活動座一 23，所述活動座一 23的底部設有凹槽24，所述固定套22上對應所述凹槽24的位置設有通孔25，所述活動座一 23固定連接軸承27的內圈，所述軸承27的外圈固定連接所述齒輪軸21，所述活動座二 29固定連接冗餘軸承30的內圈，所述冗餘軸承30的外圈固定連接所述齒輪軸21，所述齒輪軸21的右端面上設有用於固定所述冗餘滾動軸承機構的限位板31，所述冗餘軸承30的右側設有用於檢測活動座二 30是否移動到工作位的監控裝置二，所述活動座一 23連接用於使所述活動座一23軸向移動的驅動裝置一，所述活動座二 29連接用於使所述活動座二 29軸向運動的驅動
悲晉一
目.—-ο
[0020]所述監控裝置一包括設在軸承27左側的溫度傳感器28，所述溫度傳感器28通過導線連接微控制單元20，所述微控制單元20用於處理數據及控制電機一 41與電機二 35，所述微控制單元20連接人機界面鍵盤18及顯示器19。
[0021]所述驅動裝置一包括固定連接所述箱體51的電機座一 43,所述電機座一 43的右側固定連接電機一 41，所述電機一 41固定連接凸輪40，所述凸輪40活動連接從動連杆39的中部，所述從動連杆39的下端連接設在所述電機座一 43下方的支架42，所述從動連杆39的上端設有轉輪38，所述轉輪38的外圈連接推拉杆連接塊37的右側，所述推拉杆連接塊37的左側連接推拉杆26，所述推拉杆26的形狀為L形，所述推拉杆26的短邊穿過所述通孔25，且推拉杆26與所述凹槽24連接。
[0022]所述驅動裝置二包括固定連接所述活動座二 29的從動齒輪二 33，所述從動齒輪二 33的上部嚙合連接主動齒輪二 34，所述主動齒輪二 34固定連接電機二 35，所述電機二35的底部固定連接電機座二 36，所述電機座二 36固定連接所述箱體51。
[0023]所述監控裝置二包括設在所述限位板31的右端面與所述從動齒輪二 33相對應的位置上設有壓力傳感器32，所述壓力傳感器32通過導線連接所述微控制單元20。
[0024]所述活動座一 23與軸承27連接的面上設有用於防止所述軸承27的內圈軸向移動的凸環一 48，所述活動座二 29與冗餘軸承27連接的面上設有用於防止所述冗餘軸承30的內圈軸向移動的凸環二 49，所述軸承27與所述冗餘軸承30之間設有擋圈45 ;所述軸承27與冗餘軸承30優選為圓錐滾子軸承或角接觸球軸承，所述電機一 41與電機二 35均優選為伺服電機，所述電機一 41與電機二 35內設有制動器,所述電機一 41與電機二 35均連接至微控制單元。
[0025]當溫度傳感器28檢測到工作狀態下的軸承27溫度異常時，微控制單元20發出指令，電機二 35工作，帶動主動齒輪二 34轉動，帶動從動齒輪二 33轉動，帶動活動座二 29轉動，活動座二 29和固定套22為螺紋連接，至使活動座二 29向左移動，至使從動齒輪二 33擠壓壓力傳感器32，當達到設定的壓力值時，證明冗餘軸承30內圈移動到位，冗餘軸承30進入工作狀態，電機二 35停止工作並制動鎖定；微控制單元20再發出指令，電機一 41工作，帶動凸輪40轉動，從動連杆39以支架42之鉸鏈軸為圓心，順時針轉動，從動連杆39的轉輪38端嵌在推拉杆連接塊37中並向右移動，帶動推拉杆26也向右移動，推拉杆26帶動活動座一 23向右移動，因此至使工作的軸承27的內圈和軸承27主體分離，處於脫開工作狀態，實現了軸承27和冗餘軸承30之間的不停機更換。
[0026]本發明具體實施例一和實施例二的原理，用溫度傳感器8，28檢測工作的軸承4，27的溫度或者其工作區域附近的溫度，溫度異常升高將是軸承4，27損壞的先兆。當控制部件檢測到溫度異常時，通過驅動裝置二將冗餘軸承12的外圈或冗餘軸承30的內圈與冗餘軸承12，30的主體接合，進入工作狀態。其接合狀態可通過位置或壓力傳感13，32檢測確定，在裝配時，通過檢測冗餘軸承12，30軸向竄動量或預緊力來標定其位置值或壓力值。當冗餘軸承12，30進入工作狀態後，驅動裝置一將異常狀態下的軸承4的外圈或軸承27的內圈與軸承4，27主體脫開，退出工作狀態，這樣就實現了不停機更換工作狀態下的軸承4，27 ;當設備檢修時，可更換有異常的軸承4，27，恢復冗餘狀態。
[0027]本發明不局限於上述最佳實施方式，任何人在本發明的啟示下都可得出其他各種形式的產品，但不論在其形狀或結構上作任何變化，凡是具有與本申請相同或相近似的技術方案，均落在本發明的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種冗餘滾動軸承機構，包括齒輪軸(1，21)，所述齒輪軸(1，21)的兩端對稱設有相同結構的冗餘滾動軸承機構，其特徵在於:所述冗餘滾動軸承機構包括箱體(50，51)，所述箱體(50，51)固定連接固定套(2，22)，所述固定套(2，22)活動連接活動座一(3，23)和活動座二( 10，29 )，所述活動座一(3，23 )分別連接軸承(4)的外圈或軸承(27 )的內圈，所述軸承(4 )的內圈或軸承(27 )的外圈分別固定連接所述齒輪軸(I，21)，所述軸承(4，27 )的左側設有用於檢測所述軸承(4，27)周圍溫度的監控裝置一，所述活動座二( 10，29)分別固定連接所述冗餘軸承(12)的外圈或冗餘軸承(30)的內圈，所述冗餘軸承(12)的內圈或冗餘軸承(30)的外圈分別固定連接所述齒輪軸(1，21)，所述冗餘軸承(12，30)的右側設有用於固定所述冗餘滾動軸承機構的限位板(52，31)，所述冗餘軸承(12，30)的右側設有用於檢測活動座二( 10，29)是否移動到工作位的監控裝置二，所述活動座一(3，23)連接用於使所述活動座一(3，23)軸向移動的驅動裝置一，所述活動座二( 10，29)連接用於使所述活動座二(10，29)軸向運動的驅動裝置二。
2.根據權利要求1述的一種冗餘滾動軸承機構，其特徵在於:所述監控裝置一包括設在所述軸承(4，27)左側的溫度傳感器(8，28)，所述溫度傳感器(8，28)通過導線連接微控制單元(20)，所述微控制單元(20)連接人機界面鍵盤(18)及顯示器(19)。
3.根據權利要求1述的一種冗餘滾動軸承機構，其特徵在於:所述驅動裝置一包括固定連接所述活動座一(3)的從動齒輪一(5)，所述從動齒輪一(5)的上部嚙合連接主動齒輪一(6 ),所述主動齒輪一(6 )固定連接電機一(7 ),所述電機一(7 )的頂部固定連接電機座一(9)，所述電機座一(9)固定連接所述箱體(50)。
4.根據權利要求1述的一種冗餘滾動軸承機構，其特徵在於:所述驅動裝置二包括固定連接所述活動座二(10)的從動齒輪二(14)，所述從動齒輪二(14)的上部嚙合連接主動齒輪二(15)，所述主動齒輪二(15)固定連接電機二(16)，所述電機二(16)的頂部固定連接電機座二(17)，所述電機座二(17)固定連接所述箱體(50)。
5.根據權利要求1述的一種冗餘滾動軸承機構，其特徵在於:所述監控裝置二包括設在所述固定套(2)右端面上的壓力傳感器(13)，所述壓力傳感器(13)的右側設有用於觸發壓力傳感器(13)的按壓部(11)，所述按壓部(11)固定連接活動座二(10)的外壁上，所述壓力傳感器(13)通過導線連接所述微控制單元(20)。
6.根據權利要求1述的一種冗餘滾動軸承機構，其特徵在於:所述驅動裝置一包括固定連接所述箱體(51)的電機座一(43),所述電機座一(43)的右側固定連接電機一(41),所述電機一(41)固定連接凸輪(40)，所述凸輪(40)活動連接從動連杆(39)的中部，所述從動連杆(39)的下端連接設在所述電機座一(43)下方的支架(42)，所述從動連杆(39)的上端設有轉輪(38)，所述轉輪(38)的外圈連接推拉杆連接塊(37)的右側，所述推拉杆連接塊(37)的左側連接推拉杆(26)，所述推拉杆(26)的左端連接活動座一(23)。
7.根據權利要求1述的一種冗餘滾動軸承機構，其特徵在於:所述驅動裝置二包括固定連接所述活動座二(29)的從動齒輪二(33)，所述從動齒輪二(33)的上部嚙合連接主動齒輪二( 34 )，所述主動齒輪二( 34 )固定連接電機二( 35 )，所述電機二( 35 )的底部固定連接電機座二( 36 )，所述電機座二( 36 )固定連接所述箱體(51)。
8.根據權利要求1述的一種冗餘滾動軸承機構，其特徵在於:所述監控裝置二包括設在所述限位板(31)的右端面與所述從動齒輪二(33)相對應的位置上設有壓力傳感器(32)，所述壓力傳感器(32)通過導線連接所述微控制單元(20)。
9.根據權利要求1所述的一種冗餘滾動軸承機構，其特徵在於:所述活動座一(3)和活動座二( 10，29 )與所述固定套(2，22 )採用螺紋連接，所述活動座一(23 )與所述固定套(22 )採用滑動連接，所述活動座一(3，23)與軸承(4，27)連接的面上設有用於防止所述軸承的外圈或軸承的內圈的軸向移動的凸環一(46，48 )，所述活動座二( 10，29 )與冗餘軸承(12，30)連接的面上設有用於防止所述冗餘軸承的外圈或冗餘軸承的內圈的軸向移動的凸環二(47,49),所述軸承(4,27)與所述冗餘軸承(12，30)之間設有擋圈(44，45)。
10.根據權利要求1述的一種冗餘滾動軸承機構，其特徵在於:所述軸承(4，27)與冗餘軸承(12，30)為圓錐滾子軸承或角接觸球軸承，所述電機一(7，41)與電機二( 16，35)均為伺服電機，所述電機一(7,41)與電機二(16, 35)內設有制動器，所述電機一(7,41)與電機二( 16，35)均連接所述微控制單元(20)。`
【文檔編號】F16C35/12GK103697070SQ201310738485
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年12月27日 優先權日:2013年12月27日
【發明者】孫大椿 申請人:江蘇李國棟軸承研究所股份有限公司