本發(fā)明涉及一種具有傳感器結(jié)構(gòu)的緊湊型雙列圓錐滾子軸承。

背景技術(shù)：

軸箱軸承是高鐵客車最重要的部件之一，許多高鐵客車都采用圓錐滾子軸承設(shè)計(jì)，其結(jié)構(gòu)基本尺寸TBU130×230，其部結(jié)構(gòu)包括外圈、內(nèi)圈、滾子、塑料保持架、中隔圈和密封結(jié)構(gòu)。該類型軸承尺寸專為高鐵專用設(shè)計(jì)，由于其特殊的應(yīng)用環(huán)境，要求軸承具備以下特點(diǎn)：防污染、使用壽命長(zhǎng)、運(yùn)行性能高、可靠性高、維護(hù)周期短，現(xiàn)有圓錐滾子軸承仍然存在潤(rùn)滑劑的分布不均勻、保持架工作溫度更高、運(yùn)轉(zhuǎn)不穩(wěn)定、潤(rùn)滑脂的壽命短、軸承工作溫度易升高以及帶有微型傳感器的軸承獲取的信號(hào)種類少的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明為了解決現(xiàn)有圓錐滾子軸承存在潤(rùn)滑劑的分布不均勻、保持架工作溫度高、運(yùn)轉(zhuǎn)不穩(wěn)定、潤(rùn)滑脂的壽命短、軸承工作溫度易升高的問題，提出一種具有傳感器結(jié)構(gòu)的緊湊型雙列圓錐滾子軸承

一種具有傳感器結(jié)構(gòu)的緊湊型雙列圓錐滾子軸承，包括兩個(gè)內(nèi)圈、一個(gè)共用外圈、兩列圓錐滾子、保持架、一個(gè)中心隔圈和兩個(gè)端面密封結(jié)構(gòu)；

所述兩個(gè)端面密封結(jié)構(gòu)中，其中一個(gè)端面密封結(jié)構(gòu)為迷宮式唇形密封結(jié)構(gòu)，另一個(gè)端面密封結(jié)構(gòu)為迷宮密封結(jié)構(gòu)，迷宮密封結(jié)構(gòu)與其中一個(gè)內(nèi)圈之間設(shè)置有與該內(nèi)圈同軸的脈沖輪，迷宮密封結(jié)構(gòu)內(nèi)部設(shè)置有傳感器；所述迷宮密封結(jié)構(gòu)為非接觸式迷宮密封結(jié)構(gòu)；所述傳感器為速度傳感器；

所述保持架為聚合物保持架；所述聚合物保持架材質(zhì)為玻璃纖維增強(qiáng)尼龍66材料，該聚合物保持架由玻璃纖維增強(qiáng)尼龍66材料一體注塑成型；所述保持架由保持架第一邊框、保持架第二邊框和保持架過梁組成，保持架第一邊框和保持架第二邊框同軸設(shè)置，保持架過梁設(shè)置于保持架第一邊框和保持架第二邊框之間，保持架過梁垂直于保持架第一邊框和保持架第二邊框的共有軸線；所述保持架過梁由左部過梁、右部過梁和增強(qiáng)過梁組成，左部過梁為長(zhǎng)條狀且截面為梯形，左部過梁一端與保持架第一邊框固接，左部過梁另一端遠(yuǎn)離保持架中心一側(cè)為斜面，斜面的端部與保持架第二邊框固接，增強(qiáng)過梁為長(zhǎng)條狀且截面為方形，增強(qiáng)過梁設(shè)置于左部過梁靠近離保持架中心一側(cè)，增強(qiáng)過梁兩端分別與保持架第一邊框和保持架第二邊框固接；右部過梁為楔形，右部過梁的楔形尖部一端朝向左部過梁設(shè)置，右部過梁的楔形斜面與左部過梁斜面固接，右部過梁的楔形另一端與保持架第二邊框固接；

其中脈沖輪為現(xiàn)有裝置，脈沖輪的主體為金屬圈，金屬圈的圓周外表面為含有磁粉的硫化橡膠涂層，圓周分布的磁粉可以在金屬圈的圓周外表面產(chǎn)生N極和S極交錯(cuò)的磁場(chǎng)；速度傳感器感應(yīng)交錯(cuò)的磁場(chǎng)后產(chǎn)生傳感器輸出信號(hào)。

本發(fā)明裝置的原理和有益效果如下：

1、本發(fā)明保持架為彈性結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，保持架質(zhì)量均勻分布在保持架過梁的每個(gè)質(zhì)量中心，保持架為彈性結(jié)構(gòu)具有徑向、切向和彎曲剛度；在保持架邊框和過梁之間結(jié)合處結(jié)構(gòu)的優(yōu)化提高了力的密度和減小應(yīng)力峰值，減小與滾子之間滑動(dòng)摩擦，保持架梁結(jié)構(gòu)型式還可以使?jié)櫥瑒┑姆植己捅３指佑行В贡３旨芄ぷ鳒囟雀?、運(yùn)轉(zhuǎn)更穩(wěn)定；

2、軸承的兩個(gè)端面的密封結(jié)構(gòu)的作用是為軸承的潤(rùn)滑脂提供保護(hù)，防止外物污染和防止?jié)櫥椭魇?，與傳統(tǒng)密封方式不同，本發(fā)明軸承端面的密封方案為迷宮式唇形密封和非接觸式迷宮密封，迷宮式唇形密封與傳統(tǒng)卡緊密封相比，摩擦力矩可減少75％，從而降低軸承的工作溫度，延長(zhǎng)潤(rùn)滑脂的壽命并節(jié)省能量；非接觸式迷宮密封結(jié)構(gòu)能夠減少牽引高鐵客車的能耗，降低接觸區(qū)溫度，適合高轉(zhuǎn)速環(huán)境；

3、本發(fā)明圓錐滾子軸承采用整體式密封，改善防污染并延長(zhǎng)軸承的使用壽命；使用更佳性能的新型長(zhǎng)效潤(rùn)滑脂，延長(zhǎng)維護(hù)周期；優(yōu)化設(shè)計(jì)的聚合物保持架，提高了安全和性能；

4、本發(fā)明軸承緊湊型設(shè)計(jì)，有助于減輕重量和節(jié)省空間，配套的軸箱設(shè)計(jì)更為簡(jiǎn)化，延長(zhǎng)了設(shè)備的維護(hù)周期，提高了安全性，減少了機(jī)器重量、承載能力高、高效防污染、使用壽命長(zhǎng)、運(yùn)行性能高、安全可靠性高等優(yōu)點(diǎn)；

5、本發(fā)明傳感器脈沖輪的外表面設(shè)置有含有磁粉的硫化橡膠涂層，圓周分布的磁粉可以在金屬圈的圓周外表面產(chǎn)生N極和S極交錯(cuò)的磁場(chǎng)；速度傳感器感應(yīng)交錯(cuò)的磁場(chǎng)后產(chǎn)生傳感器輸出信號(hào)；傳感器以非接觸式磁通量和每圈脈沖數(shù)測(cè)量為基礎(chǔ)，根據(jù)每圈脈沖數(shù)和車輪直徑確定弧線，傳感器輸出信號(hào)為等幅正弦波形，其頻率與旋轉(zhuǎn)軸速度成比例，這種微型傳感器在高鐵客車中的應(yīng)用非常普遍，傳感器獲得的信號(hào)可以測(cè)量速度。

附圖說明：

圖1為本發(fā)明具有傳感器結(jié)構(gòu)的緊湊型雙列圓錐滾子軸承結(jié)構(gòu)圖；

圖2為保持架的結(jié)構(gòu)圖。

具體實(shí)施方式：

本發(fā)明技術(shù)方案不局限于以下所列舉具體實(shí)施方式，還包括各具體實(shí)施方式間的任意合理組合。

具體實(shí)施方式一：結(jié)合圖1和圖2說明本實(shí)施方式；本實(shí)施方式具有傳感器結(jié)構(gòu)的緊湊型雙列圓錐滾子軸承，包括兩個(gè)內(nèi)圈2、一個(gè)共用外圈1、兩列圓錐滾子3、保持架4、一個(gè)中心隔圈5和兩個(gè)端面密封結(jié)構(gòu)；

所述兩個(gè)端面密封結(jié)構(gòu)中，其中一個(gè)端面密封結(jié)構(gòu)為迷宮式唇形密封結(jié)構(gòu)6，另一個(gè)端面密封結(jié)構(gòu)為迷宮密封結(jié)構(gòu)7，迷宮密封結(jié)構(gòu)7與其中一個(gè)內(nèi)圈之間設(shè)置有與該內(nèi)圈同軸的脈沖輪9，迷宮密封結(jié)構(gòu)7內(nèi)部設(shè)置有傳感器8；

所述保持架4由保持架第一邊框13、保持架第二邊框14和保持架過梁組成，保持架第一邊框13和保持架第二邊框14同軸設(shè)置，保持架過梁設(shè)置于保持架第一邊框13和保持架第二邊框14之間，保持架過梁垂直于保持架第一邊框13和保持架第二邊框14的共有軸線；所述保持架過梁由左部過梁10、右部過梁11和增強(qiáng)過梁12組成，左部過梁10為長(zhǎng)條狀且截面為梯形，左部過梁10一端與保持架第一邊框13固接，左部過梁10另一端遠(yuǎn)離保持架4中心一側(cè)為斜面，斜面的端部與保持架第二邊框14固接，增強(qiáng)過梁12為長(zhǎng)條狀且截面為方形，增強(qiáng)過梁12設(shè)置于左部過梁10靠近離保持架4中心一側(cè)，增強(qiáng)過梁12兩端分別與保持架第一邊框13和保持架第二邊框14固接；右部過梁11為楔形，右部過梁11的楔形尖部一端朝向左部過梁10設(shè)置，右部過梁11的楔形斜面與左部過梁10斜面固接，右部過梁11的楔形另一端與保持架第二邊框14固接。

本實(shí)施方式裝置的原理和有益效果如下：

1、本實(shí)施方式保持架為彈性結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，保持架質(zhì)量均勻分布在保持架過梁的每個(gè)質(zhì)量中心，保持架為彈性結(jié)構(gòu)具有徑向、切向和彎曲剛度；在保持架邊框和過梁之間結(jié)合處結(jié)構(gòu)的優(yōu)化提高了力的密度和減小應(yīng)力峰值，減小與滾子之間滑動(dòng)摩擦，保持架梁結(jié)構(gòu)型式還可以使?jié)櫥瑒┑姆植己捅３指佑行?，使保持架工作溫度更低、運(yùn)轉(zhuǎn)更穩(wěn)定；

2、本實(shí)施方式軸承的兩個(gè)端面的密封結(jié)構(gòu)的作用是為軸承的潤(rùn)滑脂提供保護(hù)，防止外物污染和防止?jié)櫥椭魇?，與傳統(tǒng)密封方式不同，本實(shí)施方式軸承端面的密封方案為迷宮式唇形密封和非接觸式迷宮密封，迷宮式唇形密封與傳統(tǒng)卡緊密封相比，摩擦力矩可減少75％，從而降低軸承的工作溫度，延長(zhǎng)潤(rùn)滑脂的壽命并節(jié)省能量；非接觸式迷宮密封結(jié)構(gòu)能夠減少牽引高鐵客車的能耗，降低接觸區(qū)溫度，適合高轉(zhuǎn)速環(huán)境；

3、本實(shí)施方式圓錐滾子軸承采用整體式密封，改善防污染并延長(zhǎng)軸承的使用壽命；使用更佳性能的新型長(zhǎng)效潤(rùn)滑脂，延長(zhǎng)維護(hù)周期；優(yōu)化設(shè)計(jì)的聚合物保持架，提高了安全和性能；

4、本實(shí)施方式軸承緊湊型設(shè)計(jì)，有助于減輕重量和節(jié)省空間，配套的軸箱設(shè)計(jì)更為簡(jiǎn)化，延長(zhǎng)了設(shè)備的維護(hù)周期，提高了安全性，減少了機(jī)器重量、承載能力高、高效防污染、使用壽命長(zhǎng)、運(yùn)行性能高、安全可靠性高等優(yōu)點(diǎn)；

5、本實(shí)施方式傳感器脈沖輪的外表面設(shè)置有含有磁粉的硫化橡膠涂層，圓周分布的磁粉可以在金屬圈的圓周外表面產(chǎn)生N極和S極交錯(cuò)的磁場(chǎng)；速度傳感器感應(yīng)交錯(cuò)的磁場(chǎng)后產(chǎn)生傳感器輸出信號(hào)；傳感器以非接觸式磁通量和每圈脈沖數(shù)測(cè)量為基礎(chǔ)，根據(jù)每圈脈沖數(shù)和車輪直徑確定弧線，傳感器輸出信號(hào)為等幅正弦波形，其頻率與旋轉(zhuǎn)軸速度成比例，這種微型傳感器在高鐵客車中的應(yīng)用非常普遍，傳感器獲得的信號(hào)可以測(cè)量速度。

具體實(shí)施方式二：本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式一不同的是：所述保持架4為聚合物保持架。其他步驟和參數(shù)與具體實(shí)施方式一相同。

具體實(shí)施方式三：本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式二不同的是：所述聚合物保持架材質(zhì)為玻璃纖維增強(qiáng)尼龍66材料，該聚合物保持架由玻璃纖維增強(qiáng)尼龍66材料一體注塑成型。其他步驟和參數(shù)與具體實(shí)施方式二相同。

具體實(shí)施方式四：本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式一至三之一不同的是：所述迷宮密封結(jié)構(gòu)7為非接觸式迷宮密封結(jié)構(gòu)。其他步驟和參數(shù)與具體實(shí)施方式一至三之一相同。

具體實(shí)施方式五：本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式一至四之一不同的是：所述傳感器8為速度傳感器。其他步驟和參數(shù)與具體實(shí)施方式一至四之一相同。