滾子軸承裝置的制造方法
【專利說明】滾子軸承裝置
[0001]本申請是申請日為2010年12月31日、申請?zhí)枮?010106238138、發(fā)明名稱為“滾子軸承用載荷檢測裝置以及滾子軸承裝置”的發(fā)明申請的分案申請。
[0002]于2010年I月25日提出申請的日本專利申請N0.2010-013215的內容，包括說明書、附圖以及摘要全都通過援引而包含于本發(fā)明。
技術領域
[0003]本發(fā)明涉及在風力發(fā)電的主軸支承用等中使用的滾子軸承用的載荷檢測裝置，以及滾子軸承裝置。
【背景技術】
[0004]風力發(fā)電作為不排出二氧化碳、對環(huán)境的影響小的發(fā)電方法近年來再次受到關注，在世界上急速普及，同時，為了得到更高的發(fā)電量而逐漸大型化。并且，為了抑制伴隨著這種大型化的發(fā)電機的重量增加，進行了使發(fā)電機框架或軸箱薄壁化等各種用于輕量化的構造的改良。
[0005]另一方面，由于發(fā)電機的大型化，施加于用于支承轉子的主軸的軸承的負荷增大，并且，由于軸箱等的構造的改良，對軸承、特別是對滾動體賦予的載荷分布復雜化。因此，正確地解析軸承的耐久性和壽命更加重要，謀求一種能夠正確地取得施加于軸承的滾動體的載荷的測定方法。
[0006]以往，為了測定施加于軸承的載荷，像日本特開平7-77218號公報中所記載的那樣，通過在軸承的滾動體內部設置應變儀(strain gauge)來進行測定。
[0007]具體地說，在日本特開平7-77218號公報的技術中，在滾子的軸心形成有孔，并且，在該孔的內表面設置有應變儀，該應變儀與一體地設置于滾子的發(fā)送線圈連接。并且，在外圈的側面設置有環(huán)狀的接受線圈，從發(fā)送線圈實時發(fā)送的應變儀的輸出信號由接受線圈接受。進而，該接受線圈與外部的計算機連接，利用該計算機對接受數(shù)據(jù)進行處理。

【發(fā)明內容】

[0008]本發(fā)明的目的之一在于提供一種能夠減少噪聲的影響、能夠取得精度高的載荷檢測信號，從而能夠利用于載荷的解析的滾子軸承用載荷檢測裝置以及滾子軸承裝置。
[0009]本發(fā)明的一方式的滾子軸承用載荷檢測裝置，其特征在于，具備:載荷檢測傳感器，該載荷檢測傳感器設置于滾子，用于檢測賦予該滾子的載荷，上述滾予以能夠滾動的方式配置在第一滾道圈和第二滾道圈之間；位置檢測傳感器，該位置檢測傳感器用于檢測上述滾子的公轉方向的旋轉位置；以及記錄裝置，該記錄裝置設置于上述滾子，用于記錄、存儲上述載荷檢測傳感器的檢測信號。
【附圖說明】
[0010]從以下的參照附圖對【具體實施方式】進行的說明能夠清楚本發(fā)明的上述的和進一步的目的、特征和優(yōu)點，其中，對相同或相似的要素標注相同或相似的標號。
[0011]圖1是本發(fā)明的實施方式I所涉及的載荷檢測裝置所被應用的滾子軸承的側視截面圖。
[0012]圖2(a)是含有具備載荷檢測傳感器和記錄裝置的圓錐滾子的滾子軸承的側視截面圖，圖2(b)是示出將記錄裝置和計算機連接在一起的形態(tài)的概要圖。
[0013]圖3是圓錐滾子軸承的局部主視截面圖。
[0014]圖4是保持器的局部主視圖。
[0015]圖5是示出檢測對象滾子的公轉角度與載荷之間的關系的曲線圖。
[0016]圖6是示出檢測對象滾子的載荷分布的曲線圖。
【具體實施方式】
[0017]參照附圖對將本發(fā)明具體化了的實施方式進行說明。
[0018]圖1是應用了本發(fā)明的實施方式所涉及的載荷檢測裝置的圓錐滾子軸承的側視截面圖。本實施方式的圓錐滾子軸承10是具備銷式(pin type)保持器11的圓錐滾子軸承10，該圓錐滾子軸承10具有外圈(第一滾道圈)12、內圈(第二滾道圈)13、多個圓錐滾子14、以及銷式保持器11。
[0019]外圈12的外周側固定于殼體16，且在內周側具有相對于軸向傾斜的外圈滾道面17。并且，外圈12形成為軸向一端部比另一端部在徑向厚，由此截面形狀形成為梯形狀。
[0020]并且，內圈13的內周側與旋轉軸18嵌合，且在外周側具有相對于軸向傾斜且與外圈滾道面17對置的內圈滾道面19。并且，在內圈滾道面19的軸向兩側形成有用于限制圓錐滾子14的軸向移動的凸緣部20。
[0021]多個圓錐滾子14在由保持器11保持的狀態(tài)下在周向隔開間隔配置在外圈滾道面17與內圈滾道面19之間。并且，在各個圓錐滾子14的中心形成有貫通孔22。該貫通孔22沿著圓錐滾子14的中心軸延伸，并貫通圓錐滾子14。
[0022]保持器11具有:環(huán)狀的第一環(huán)23 ;環(huán)狀的第二環(huán)24，該第二環(huán)24與第一環(huán)23在軸向隔開間隔設置；以及圓棒狀的銷25，該銷25用于連結第一環(huán)23和第二環(huán)24。
[0023]在第一環(huán)23，在周向隔開間隔貫通、形成有多個螺紋孔26。第二環(huán)24具有比第一環(huán)23的內徑小的內徑、以及比第一環(huán)23的外徑小的外徑，且在周方向隔開間隔形成有多個安裝孔27。
[0024]銷25在一端部形成有外螺紋29，在另一端部形成有壓入部30。銷25通過將外螺紋29螺合于第一環(huán)23的螺紋孔26、并將壓入部30壓入第二環(huán)24的安裝孔27而固定于第一環(huán)23、第二環(huán)24。并且，銷25的長度方向中途部插通圓錐滾子14的貫通孔22，將圓錐滾子14支承為旋轉自如。另外，壓入部30也可以焊接在第二環(huán)24的安裝孔27的周圍。
[0025]在具有以上結構的圓錐滾子軸承10中，伴隨著旋轉軸18的旋轉，內圈13旋轉，伴隨著該內圈13的旋轉，各個圓錐滾子14 一邊繞自身的軸心自轉一邊繞圓錐滾子軸承10的軸心公轉運動。
[0026]圖2是含有具有載荷檢測傳感器和記錄裝置的圓錐滾子的滾子軸承的側視截面圖。
[0027]在本實施方式的圓錐滾子軸承10的I個圓錐滾子(以下也稱為“檢測對象滾子” )14A設置有載荷檢測傳感器32、位置檢測傳感器33 (受光器49)、以及記錄裝置36。
[0028]在本實施方式中，作為載荷檢測傳感器32使用所謂的應變儀，在檢測對象滾子14A的貫通孔22的內周面設置有2個應變儀32。各個應變儀32都由工作應變片(activegauge)和溫度補償用的平衡應變片(du_y gauge)構成，且分別與記錄介質連線。
[0029]2個應變儀32在檢測對象滾子14A的軸向隔開間隔配置，且設置于貫通孔22的內周面的同一周方向位置。進而，應變儀32通過將在該檢測對象滾子14A產生的應變作為電壓的變化檢測出來而檢測對檢測對象滾子14A賦予的載荷。
[0030]在本實施方式中，作為記錄裝置36使用數(shù)據(jù)記錄器(data logger) ο該數(shù)據(jù)記錄器36是內置有具有與應變儀32的輸出對應的電橋電路的基板的專用的部件。該數(shù)據(jù)記錄器36具有以下連接端子:用于與應變儀32或位置檢測傳感器33連接的連接端子；以及用于連接與計算機50之間進行通信的通信設備的連接端子。
[0031]進而，數(shù)據(jù)記錄器36具有以下功能等:輸入在應變儀32中產生的電壓的模擬信號的功能；將輸入的模擬信號轉換成數(shù)字信號的功能；按照時間序列記錄、存儲轉換成數(shù)字信號的數(shù)據(jù)的功能；以及將所存儲的數(shù)據(jù)輸出至計算機等外部設備的功能。
[0032]另外，記錄裝置36也可以通過對市售的數(shù)據(jù)記錄器另外設置具有電橋電路的基板構成。但是，在該情況下，存在記錄裝置36變大的缺點。因此，在難以設置大記錄裝置36的情況下，能夠通過制作如上所述的內置有具有與應變儀的輸出對應的電橋電路的基板的專用的數(shù)據(jù)記錄器使記錄裝置36小型化。由此能夠容易地將記錄裝置36安裝于檢測對象滾子14Α。
[0033]數(shù)據(jù)記錄器36經(jīng)由安裝固定件38安裝于檢測對象滾子14Α的端面。安裝固定件38具備一端部與貫通孔22嵌合的嵌合部39和形成于嵌合部39的另一端部的凸緣部40。數(shù)據(jù)記錄器36通過安裝螺釘?shù)劝惭b于凸緣部40。因此，數(shù)據(jù)記錄器36與檢測對象滾子14Α一起自轉和公轉。
[0034]圖4是保持器(第一環(huán))的局部主視圖。如圖2和圖4所示，在第一環(huán)23，在周方向隔開間隔形成有多個螺紋孔26，但是，僅在I處形成有直徑比螺紋孔26大的貫通孔42。并且，如圖2所示，在第二環(huán)24，僅在I處形成有直徑比安裝孔27大的貫通孔43。進而，檢測對象滾子14Α配置在與該貫通孔42、43對應的位置。
[0035]進而，安裝固定件38的嵌合部39從軸向外側插通貫通孔42，并且與檢測對象滾子14Α的貫通孔22嵌合。凸緣部40以及安裝于該凸緣部40的數(shù)據(jù)記錄器36配置在比第一環(huán)23還朝軸向外側突出的位置。
[0036]圖3是圓錐滾子軸承的主視截面圖。由于在檢測對象滾子14Α的貫通孔22中安裝有應變儀32和安裝固定件38，因此保持器11的銷25并不插通該貫通孔22。因此，在本實施方式中，利用如圖3所示的分離器(separator)46保持檢測對象滾子14A的周方向的位置。該分離器46的截面形狀形成為大致T字型，且配置在檢測對象滾子14A與該檢測對象滾子14A兩側的圓錐滾子14之間。分離器46與各個圓錐滾子14、14A的徑向中間部和徑向外側部抵接從而保持各個圓錐滾子14、14A