轴承组件、风力发电机组及裂缝检测装置的制作方法
未命名
07-08
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1.本技术涉及裂缝检测技术领域,具体涉及一种轴承组件、风力发电机组及裂缝检测装置。
背景技术:
2.风力发电机组中使用了多种大型轴承,例如变桨轴承、偏航轴承、主轴轴承等,在机组运行中这些轴承起着至关重要的作用。
3.目前,轴承开裂问题长期困扰着风电行业的发展,一旦轴承开裂,将对工作人员的安全以及风力发电机组的稳定运行造成严重威胁。
技术实现要素:
4.本技术实施例提供一种轴承组件、风力发电机组及裂缝检测装置,能够及时发现轴承是否开裂。
5.第一方面,本技术实施例提供一种轴承组件,轴承组件包括:轴承本体;
6.裂缝检测装置,设置于所述轴承本体,所述裂缝检测装置包括传感部,所述传感部包括与所述轴承本体绝缘设置的导电层,所述导电层包括第一导线,所述第一导线在所述轴承本体的周向上延伸预定长度且具有间隔分布的第一触点以及第二触点;其中,所述轴承本体具有安全状态以及裂缝状态,在所述安全状态,所述第一触点与所述第二触点连通,外接电流能够在所述第一触点以及所述第二触点之间传输;在所述裂缝状态,所述轴承本体产生裂缝,所述第一导线位于所述轴承本体裂缝位置的部分断裂,所述第一触点与所述第二触点断开设置。
7.根据本技术第一方面的前述实施方式,所述导电层还包括多个第二导线,多个所述第二导线在所述第一导线的长度方向上间隔分布,各所述第二导线与第一导线相交设置并将所述第一导线划分为多段,且所述第二导线的线径宽度大于所述第一导线的线径宽度。通过线径宽度较大的第二导线将第一导线划分为多段,使得轴承本体表面产生裂缝时,第一导线所受到的拉应力能够集中在与轴承本体裂缝位置相对应的导线段上,能够提高传感部对裂缝的敏感度,进而提高了裂缝检测装置的检测精度。
8.根据本技术第一方面的前述任一实施方式,多个所述第二导线中的一个连接于所述第一导线的第一触点,其余各所述第二导线连接于第一导线,连接点为第二触点。使得裂缝检测装置能够检测出轴承本体产生裂缝的具体位置。
9.根据本技术第一方面的前述任一实施方式,所述第一导线设置有多个,多个所述第一导线在与所述第一导线的长度方向相交的方向上间隔分布,每个所述第二导线分别与各所述第一导线相连接。以减少或避免因失误导致第一导线出现局部破损而使传感部不能继续使用的情况。
10.根据本技术第一方面的前述任一实施方式,所述传感部还包括绝缘基底,所述导电层设置于所述绝缘基底的厚度方向上的一侧表面,所述传感部通过所述绝缘基底绝缘连
接于所述轴承本体。
11.根据本技术第一方面的前述任一实施方式,所述绝缘基底上设置有减强槽,所述减强槽由所述绝缘基底的边缘向内部凹陷形成;和/或,所述绝缘基底上设置有减强孔,所述减强孔间隔设置于所述绝缘基底的边缘。通过在绝缘基底上设置减强槽和/或减强孔,降低了绝缘基底对应位置的抗拉强度,使得传感部受到拉应力时,减强槽和/或减强孔所对应位置更容易被拉断,提高了传感部对裂缝的敏感度以及裂缝检测装置的检测精度。
12.根据本技术第一方面的前述任一实施方式,所述绝缘基底为可弯折的柔性基底。
13.根据本技术第一方面的前述任一实施方式,所述传感部还包括绝缘保护层,所述绝缘保护层设置于所述导电层背离所述绝缘基底的一侧,所述第一触点以及所述第二触点背离所述绝缘基底的一侧均显露于所述绝缘保护层外。
14.根据本技术第一方面的前述任一实施方式,所述裂缝检测装置还包括测量部及报警器,所述测量部包括电源模块和检测模块,所述电源模块用于对所述第一触点和所述第二触点之间施加电压,所述检测模块被配置为检测所述第一触点与第二触点间的第一电流值,当检测到第一电流值小于预设阈电流值时,且第一电流值的持续时间大于预定时间,,则所述轴承本体产生裂缝,此时发出报警信号。
15.根据本技术第一方面的前述任一实施方式,所述裂缝检测装置包括多个所述传感部,多个所述传感部串联连接,或,多个所述传感部并联连接。多个传感部串联连接,使得在传感部的布设范围内,轴承本体表面上任一位置产生裂缝均会导致测试线路断开;多个传感部并联连接,使得在传感部的布设范围内,轴承本体表面产生裂缝时会导致对应位置的传感部的第一导线断裂,这样不仅能够检测出轴承本体是否产生了裂缝,还能够检测出轴承本体产生裂缝的具体位置。
16.根据本技术第一方面的前述任一实施方式,所述轴承本体包括转动配合的内圈和外圈,所述传感部设置在所述外圈径向外侧的圆周面上,和/或,所述传感部设置在所述内圈的径向内侧的圆周面上。
17.根据本技术第一方面的前述任一实施方式,所述第一导线在所述轴承本体的周向上整圈设置或局部设置。第一导线在轴承本体的周向上整圈设置,使得通过裂缝检测装置能够检测到轴承本体在自身周向上的各个位置;第一导线在轴承本体的周向上局部设置,例如可以将第一导线设置在轴承本体易产生裂缝的高风险位置,能够降低检测成本。
18.根据本技术第一方面的前述任一实施方式,所述裂缝检测装置包括多个所述传感部,多个所述传感部沿所述周向依次设置,且在所述周向上相邻的两个所述传感部的两个所述第一导线在所述轴承本体的轴向上的正投影部分重叠。能够避免在轴承本体的周向上相邻的两个传感部之间出现检测盲区,使得预设检测范围均能够被有效检测。
19.第二方面,本技术实施例提供一种风力发电机组,包括如前任一实施例所述的轴承组件。
20.根据本技术第二方面的前述实施方式,所述风力发电机组还包括轮毂和叶片,所述轮毂以及叶片通过所述轴承组件连接;和/或,所述风力发电机组还包括塔架以及机舱,所述塔架以及所述机舱通过所述轴承组件连接。
21.第三方面,本技术实施例提供一种裂缝检测装置,包括传感部,所述传感部包括:绝缘基底;导电层,所述导电层设置在所述绝缘基底上,所述导电层包括第一导线和多个第
二导线,所述第一导线沿所述绝缘基底的长度方向延伸且具有间隔分布的第一触点以及第二触点,多个所述第二导线在所述第一导线的长度方向上间隔分布,各所述第二导线与第一导线相交设置并将所述第一导线划分为多段,且所述第二导线的线径宽度大于所述第一导线的线径宽度。通过线径宽度较大的第二导线将第一导线划分为多个导线段,提高第一导线与第二导线相交位置处所能承受的拉应力,使得第一导线受到拉应力时,第一导线与第二导线相交位置处不容易被拉断,拉应力能够集中在位于相邻两个第二导线之间的导线段上,裂缝检测装置用于轴承本体且轴承本体表面产生裂缝时,第一导线所受到的拉应力能够集中在与轴承本体裂缝位置相对应的导线段上,能够提高传感部对裂缝的敏感度,进而提高裂缝检测装置的检测精度。
22.本技术实施例提供的轴承组件、风力发电机组及裂缝检测装置,轴承组件包括轴承本体和设置于轴承本体的裂缝检测装置,裂缝检测装置包括传感部,传感部包括与轴承本体绝缘设置的导电层,导电层包括第一导线,第一导线在轴承本体的周向上延伸预定长度且具有间隔分布的第一触点以及第二触点;当轴承本体处于安全状态时,第一触点与第二触点连通,外接电流能够顺利流过第一导线,当轴承本体产生裂缝时,第一导线位于轴承本体裂缝位置的部分因受到拉应力而随之断裂,使得外接电流无法流过第一导线,因此通过第一导线的电气状态即能够检测出轴承本体的表面是否产生了裂缝,实现了对轴承本体是否开裂的准确、及时检测。
附图说明
23.通过阅读以下参照附图对非限制性实施例所作的详细描述,本技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显,其中,相同或相似的附图标记表示相同或相似的特征,附图并未按照实际的比例绘制。
24.图1为本技术一实施例提供的风力发电机组的结构示意图;
25.图2为本技术一实施例提供的轴承组件的结构示意图;
26.图3为本技术一实施例提供的裂缝检测装置的结构示意图;
27.图4为本技术一实施例提供的裂缝检测装置用于轴承组件时的结构示意图;
28.图5为本技术另一实施例提供的裂缝检测装置的结构示意图;
29.图6为本技术又一实施例提供的裂缝检测装置的结构示意图;
30.图7为本技术再一实施例提供的裂缝检测装置的结构示意图;
31.图8为本技术另一实施例提供的裂缝检测装置的结构示意图;
32.图9为本技术又一实施例提供的裂缝检测装置的结构示意图;
33.图10为本技术另一实施例提供的裂缝检测装置的结构示意图;
34.图11为本技术另一实施例提供的裂缝检测装置用于轴承组件时的结构示意图;
35.图12为本技术另一实施例提供的裂缝检测装置的结构示意图;
36.图13为本技术又一实施例提供的裂缝检测装置的结构示意图。
37.附图标记说明:
38.1-塔架;2-机舱;3-发电机;4-叶轮;41-轮毂;42-叶片;5-轴承组件;
39.10-轴承本体;101-内圈;102-外圈;
40.20-裂缝检测装置;
41.100-传感部;
42.110-导电层;111-第一导线;111a-第一触点;111b-第二触点;112-第二导线;
43.120-绝缘基底;121-减强槽;122-减强孔;
44.130-绝缘保护层;
45.200-测量部;201-第一电极;202-第二电极;
46.x-第一方向;y-第二方向;c-周向。
具体实施方式
47.下面将详细描述本技术的各个方面的特征和示例性实施例,为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及具体实施例,对本技术进行进一步详细描述。应理解,此处所描述的具体实施例仅被配置为解释本技术,并不被配置为限定本技术。对于本领域技术人员来说,本技术可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本技术的示例来提供对本技术更好的理解。
48.需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括
……”
限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
49.风力发电机组中使用了多种大型轴承,例如变桨轴承、偏航轴承、主轴轴承等,在机组运行中这些轴承起着至关重要的作用。在风电行业内,轴承开裂威胁着工作人员的安全以及风力发电机组的稳定运行,但目前只能依靠人力定期排查轴承是否开裂,存在检查效率低,准确度低,发现不及时等问题。
50.为解决上述问题,本技术实施例提供了一种轴承组件、风力发电机组及裂缝检测装置,以下将结合附图1至图13对轴承组件、风力发电机组及裂缝检测装置的各实施例进行说明。
51.图1为本技术一实施例提供的风力发电机组的结构示意图。
52.本技术实施例提供一种风力发电机组,包括塔架1和风机,风机安装于塔架1顶端。风机包括机舱2、发电机3和叶轮4,塔架1以及机舱2通过轴承组件连接,叶轮4包括轮毂41和叶片42,轮毂41与发电机3的转子连接,轮毂41以及叶片42通过轴承组件连接。风力作用于叶轮4时,叶轮4带动发电机3的转子转动,实现风力发电机组的发电要求。通过机舱2相对塔架1的转动实现风机的偏航功能,通过叶片42相对轮毂41的转动实现叶片42的变桨功能,进而提高风能的利用率。
53.为保证风力发电机组的安全、平稳运行,轴承组件需要处于良好使用状态。基于此,本技术实施例提供一种轴承组件,该轴承组件可以用于风力发电机组,具体可以用于连接机舱2和塔架1,也可以用于连接轮毂41和叶片4,采用该轴承组件,使得工作人员能够及时发现轴承本体是否开裂。
54.图2为本技术一实施例提供的轴承组件的结构示意图。
55.本技术实施例提供的轴承组件5包括轴承本体10和裂缝检测装置20。裂缝检测装置20设置于轴承本体10。
56.轴承本体10具有安全状态以及裂缝状态。在安全状态,轴承本体10未开裂,在裂缝状态,轴承本体10产生了裂缝。通过裂缝检测装置20能够自动检测出轴承本体10的表面是否产生了裂缝,进而判断出轴承本体10是否由安全状态转变为裂缝状态。
57.在一些实施例中,轴承本体10包括转动配合的内圈101和外圈102。在裂缝状态,轴承本体10的内圈101和外圈102中的至少一者的表面产生裂缝。
58.可选的,裂缝检测装置20可以设置在轴承本体10的内圈101和/或外圈102,进而实现对轴承本体10的内圈101和/或外圈102的检测。
59.在一些可选的实施例中,轴承本体10还可以包括设置在内圈101和外圈102之间的滚子,通过滚子能够减小内圈101和外圈102相对转动时所产生的摩擦。
60.图3为本技术一实施例提供的裂缝检测装置的结构示意图;图4为本技术一实施例提供的裂缝检测装置用于轴承组件时的结构示意图。
61.本技术实施例还提供一种裂缝检测装置20,该裂缝检测装置20可以作为轴承组件5的一部分,用于检测轴承本体10是否产生裂缝,也可以单独售卖或使用,也可以用于其他需要检测表面裂缝的产品。
62.在一些实施例中,本技术实施例提供的裂缝检测装置20包括传感部100,传感部100包括导电层110,导电层110包括第一导线111,第一导线111可以沿第一方向x延伸,第一导线111具有在第一方向x上间隔分布的第一触点111a以及第二触点111b。其中,第一方向x为第一导线111的长度方向。
63.裂缝检测装置20用于轴承组件5时,裂缝检测装置20的传感部100设置于轴承本体10的表面,且导电层110与轴承本体10绝缘设置,第一导线111在轴承本体10的周向c上延伸预定长度。在轴承本体10的安全状态,第一触点111a与第二触点111b连通,外接电流能够在第一触点111a以及第二触点111b之间传输。在裂缝状态,第一导线111位于轴承本体10裂缝位置的部分断裂,第一触点111a与所述第二触点111b断开设置。
64.根据本技术实施例提供的裂缝检测装置20,裂缝检测装置20设置于轴承本体10时,当轴承本体10处于安全状态时,第一触点111a与第二触点111b连通,外接电流能够顺利流过第一导线111,当轴承本体10产生裂缝时,第一导线111位于轴承本体10裂缝位置的部分因受到拉应力而随之断裂,使得外接电流无法流过第一导线111,因此通过第一导线111的电气状态即能够检测出轴承本体10的表面是否产生了裂缝,因此本技术实施例提供的裂缝检测装置20,能够对轴承本体10是否开裂进行准确、及时的检测。
65.可选的,为方便第一导线111的制作,第一导线111的线径宽度可以设置在0.075mm至0.15mm之间,以使较小裂缝也能够快速拉断第一导线111,提高传感部100对裂缝的敏感度。
66.在一些可选的实施例中,裂缝检测装置20用于轴承组件5时,裂缝检测装置20的传感部100可以通过胶体粘贴在轴承本体10的表面,粘贴方式简单方便,且第一导线111始终在轴承本体10的表面延伸,第一导线111上的各位置与轴承本体10的位置相对固定,轴承本体10产生裂缝时,第一导线111对应裂缝位置的部分能够随之断裂。
67.裂缝检测装置20用于轴承组件5时,在一些可选的实施例中,传感部100可以设置在轴承本体10的外圈102径向外侧的圆周面上,以检测外圈102的外周面上是否有裂纹。
68.当然,也可以将传感部100设置在轴承本体10的内圈101的径向内侧的圆周面,以检测内圈101的内周面上是否有裂纹,或者,也可以在轴承本体10的外圈102的径向外侧的圆周面以及内圈101的径向内侧的圆周面上均设置有传感部100,能够增大检测范围。
69.在另一些可选的实施例中,也可以将传感部100设置在轴承本体10的外圈102和/或内圈101的端面,以检测端面上是否有裂纹,也在本技术的保护范围之内。
70.可以理解的是,在一些可选的实施例中,还可以在轴承本体10的外圈102的径向内侧的圆周面上和/或内圈101的径向外侧的圆周面上设置传感部100,以用于外圈102的内周面、内圈101的外周面上是否有裂纹。
71.可选的,为避免传感部100干涉外圈102和内圈101的转动配合,设置传感部100时,可以在外圈102的径向内侧的圆周面和/或内圈101的径向外侧的圆周面上开设凹槽,并将传感部100嵌入至凹槽内。
72.在一些实施例中,为方便外接电流的接入,可以设置与第一触点111a连接的第一引线以及与第二触点111b连接的第二引线,第一引线和第二引线由外圈102和内圈101之间延伸至外面,通过第一引线和第二引线接入外接电流,简单方便。
73.作为一种优选的实施例,在外圈102的径向内侧的圆周面和/或内圈101的径向外侧的圆周面上可以开设引线槽,引线槽延伸至轴承本体10的端面,第一引线和第二引线嵌入在引线槽内,能够避免第一引线和第二引线干涉外圈102和内圈101的转动配合。
74.当然,也可以将第一触点111a和第二触点111b设置在轴承本体10的外侧,并通过引线实现第一触点111a、第二触点111b与第一导线111的电连接,也在本技术的保护范围之内。
75.在一些实施例中,第一导线111在轴承本体10的周向c上可以整圈设置,以使裂缝检测装置20能够检测到轴承本体10在自身周向c上的各个位置。当然,第一导线111在轴承本体10的周向c上也可以局部设置,具体可以根据需要设置在某些位置上,例如可以仅在轴承本体10易产生裂缝的高风险位置设置第一导线111,能够降低检测成本,也在本技术的保护范围之内。
76.在一些可选的实施例中,由于轴承本体10开裂时,裂缝通常沿轴承组件5的轴向延伸,因此裂缝检测装置20用于轴承组件5时,第一导线111可以沿轴承本体10的周向c延伸设置,一方面能够减少第一导线111的设置长度,另一方面使得轴承本体10开裂时对第一导线111施加沿第一导线111延伸方向的拉应力,能够提高第一导线111对裂缝的敏感度。
77.图5为本技术另一实施例提供的裂缝检测装置的结构示意图;图6为本技术又一实施例提供的裂缝检测装置的结构示意图;图7为本技术再一实施例提供的裂缝检测装置的结构示意图。
78.如图5所示,在一些可选的实施例中,本技术实施例提供的裂缝检测装置20,传感部100的导电层110还可以包括多个第二导线112,多个第二导线112在第一方向x上间隔分布,各第二导线112与第一导线111相交设置并将第一导线111划分为多段,且第二导线112的线径宽度大于第一导线111的线径宽度。其中,第二导线112沿与第一方向x相交的第二方向y延伸,以使第二导线112与第一导线111相交设置。可选的,第二方向y垂直于第一方向x。
79.通过线径宽度较大的多个第二导线112将第一导线111划分为多个导线段,提高第一导线111与第二导线112相交位置处所能承受的拉应力,使得第一导线111受到拉应力时,第一导线111与第二导线112相交位置处不容易被拉断,拉应力能够集中在各个位于相邻两个第二导线112之间的导线段上;当传感部100设置于轴承本体10且轴承本体10表面产生裂缝时,第一导线111所受到的拉应力能够集中在与轴承本体10裂缝位置相对应的导线段上,使得较小裂缝也能够快速拉断第一导线111,能够提高传感部100对裂缝的敏感度,进而提高了裂缝检测装置20的检测精度。
80.在一些可选的实施例中,第二导线112的线径宽度可以设置为第一导线111线径宽度的6至15倍,能够使拉应力更好的集中在第一导线111的各导线段上。可选的,第二导线112的线径宽度可以设置在1mm至2mm之间,相邻两个第二导线112之间的间隔可设置在10mm至100mm之间。第二导线112的线径宽度越大,相邻两个第二导线112之间的间隔越小,第一导线111与第二导线112相交位置处越不容易被拉断,拉应力能够更好集中在各个位于相邻两个第二导线112之间的导线段上,同时第一导线111与第二导线112相交位置处与轴承本体10裂缝位置相对应的可能性越大,具体可以根据制作工艺、成本以及轴承本体10的规格来选择第二导线112的线径宽度以及相邻两个第二导线112之间的间隔。
81.如图6所示,在一些可选的实施例中,多个第二导线112中的一个可以连接于第一导线111的第一触点111a,其余各第二导线112均连接于第一导线111且连接点为第二触点111b,也即,其余各第二导线112上可以均设置有第二触点111b。
82.第一导线111的各导线段均未断裂时,第一触点111a与各第二触点111b均连通,外接电流能够顺利流过整根第一导线111,当第一导线111的某一导线段断裂时,位于该断裂导线段靠近第一触点111a一侧的各第二触点111b仍与第一触点111a连通,位于该断裂导线段远离第一触点111a一侧的各第二触点111b则与第一触点111a断开设置,因此通过检测第一导线111位于第一触点111a与各第二触点111b之间的各部分的电气状态,不仅能够检测出第一导线111是否出现断裂,还能检测出第一导线111的断裂位置;进而当裂缝检测装置20设置于轴承本体10时,通过裂缝检测装置20不仅能够检测出轴承本体10的表面是否产生了裂缝,而且还能够检测出轴承本体10产生裂缝的具体位置。
83.如图7所示,在一些可选的实施例中,传感部100的导电层110可以包括多个第一导线111,多个第一导线111在与第一方向x相交的第二方向y上可以间隔分布,每个第二导线112分别与各第一导线111相连接。可选的,第二方向y垂直于第一方向x。
84.设置多个第一导线111,且通过第二导线112使多个第一导线111并联连接,使得当某个第一导线111出现局部断裂时,导电层110在第一方向x上仍为导通状态,传感部100仍然可以使用,可以减少或避免因失误导致第一导线111出现局部破损而使传感部100不能继续使用的情况。
85.另外,由于导电层110在多个第一导线111均导通时的电阻以及在部分或全部第一导线111断裂时的电阻的大小不相同,因此还可以利用导电层110电阻的变化来检测裂缝的延伸程度,可选的,可以根据导电层110的电阻大小或电流大小来检测是否产生裂缝以及裂缝的延伸程度。作为一种可选的实施例,当导电层100的实际电阻值或输出电流值与设定值相比发生变化时,说明存在第一导线111断裂,有裂缝产生,同时根据实际电阻值或输出电流值和设定值的大小比较,能够确定导电层110的多个第一导线111中第一导线111发生断
裂的数量,根据第一导线111的断裂数量可以确定裂缝的延伸程度,例如若实际电阻值为无限大或输出电流值为零,则说明导电层110的多个第一导线111全部断裂。为提高检测准确度,第一导线111可以采用电阻率较大的导电材料制成。
86.本技术对导电层110的第一导线111的设置数量不做具体限制。第一导线111的数量例如可以设置有两个,也可以设置为三个或更多个。第一导线111的数量越多,导电层110所能承受的拉应力越大,导电层110越不容易被拉断,传感部100对裂缝的敏感度越低。当然,导电层110也可以仅包括一个第一导线111,使得较小裂缝也能够快速拉断导电层110,从而提高传感部100对裂缝的敏感度,也在本技术的保护范围之内。
87.图8为本技术另一实施例提供的裂缝检测装置的结构示意图;图9为本技术又一实施例提供的裂缝检测装置的结构示意图。
88.如图8所示,在一些可选的实施例中,裂缝检测装置20的传感部100还可以包括绝缘基底120,导电层110设置于绝缘基底120的厚度方向上的一侧表面。其中,绝缘基底120可以沿第一方向x延伸,即绝缘基底120的长度方向可以平行于第一方向x。
89.裂缝检测装置20使用时,可以将传感部100通过绝缘基底120绝缘连接于被检测产品表面,通过绝缘基底120能够避免导电层110与被检测产品表面直接接触,保证第一导线111被拉断后传感部100不会因受潮或接触其他导电物质等原因仍然导通,能够提高检测准确度。
90.裂缝检测装置20用于轴承本体10时,传感部100可以通过绝缘基底120绝缘连接于轴承本体10,使导电层110位于绝缘基底120背向轴承本体10的一侧。
91.可选的,当被检测产品的表面涂覆有绝缘膜时,传感部100也可以不包括绝缘基底120,也在本技术的保护范围之内。
92.如图9所示,在一些可选的实施例中,在绝缘基底120上可以设置有减强槽121,减强槽121可以由绝缘基底120的边缘向内部凹陷形成。通过在绝缘基底120上设置减强槽121,降低绝缘基底120与减强槽121相对应的位置的抗拉强度,则传感部100受到拉应力时,减强槽121所对应位置更容易被拉断,提高了传感部100对裂缝的敏感部以及裂缝检测装置20的检测精度。
93.可选的,在绝缘基底120的宽度方向的两个边缘区域可以均设置有减强槽121,且位于两个边缘区域的减强槽121可以对称设置,使得绝缘基底120结构对称,减强槽121所对应位置的抗拉强度进一步降低,传感部100受到拉应力时,拉应力更易集中在第一导线111上,第一导线111更易被拉断。
94.可选的,绝缘基底120沿第一方向x延伸,绝缘基底120的宽度方向平行于与第一方向x相交的第二方向y。可选的,第二方向y垂直于第一方向x。
95.可选的,减强槽121在绝缘基底120厚度方向上的正投影可以呈v形,使得减强槽121底部对应的位置更易被拉断,能够达到更好的减强效果。
96.请继续参考图9,在一些可选的实施例中,在绝缘基底120上可以设置有减强孔122,减强孔122与绝缘基底120的边缘可以间隔设置;通过在绝缘基底120上设置减强孔122,能够降低减强孔122所对应位置的抗拉强度,则传感部100受到拉应力时,减强孔122所对应位置更容易被拉断。
97.可选的,减强孔122可以为沿第二方向y延伸的长条形,能够达到更好的降低抗拉
强度的效果。
98.可选的,传感部100的导电层110包括多个第一导线111,第一导线111沿第一方向x延伸,多个第一导线111在第二方向y上间隔分布,减强孔122可以设置在相邻两个第一导线111之间,这样传感部100受到拉应力时,拉应力更容易集中在第一导线111上,使得第一导线111更容易被拉断。
99.在一些可选的实施例中,导电层110包括第一导线111和多个第二导线112,多个第二导线112在第一导线111的延伸方向上间隔分布,各第二导线112与第一导线111相交设置并将第一导线111划分为多段,减强槽121和/或减强孔122可以设置在相邻两个第二导线112之间。
100.通过设置减强槽121和/或减强孔122,降低绝缘基底120位于相邻两个第二导线112之间的部分的强度,使拉应力更易集中在第一导线111的各段,且第一导线111的各段对应减强槽121的位置更易被拉断或产生变形,进而能够提高传感部100的敏感部和精度。
101.在一些可选的实施例中,绝缘基底120为可弯折的柔性基底,使得传感部100可以贴合在圆周面等非平面的被检测表面上,第一导线111始终在被检测表面延伸。
102.可选的,绝缘基底120可以为是聚酰亚胺(polyimide,pi)材料或者包含pi的材料制成的基底,也可以是由绝缘纸制成的基底,使得绝缘基底120可弯折。
103.可选的,导电层110可以为铜层,传感部100可以采用覆铜板加工蚀刻而成,即可以采用柔性电路板的制作工艺而制作传感部100,简单方便。当然,导电层110也可由铝、银、石墨等其他导电材料制成,也在本技术的保护范围之内。
104.可选的,为方便使用并降低成本,绝缘基底120的长度可以设置在300mm至800mm之间,宽度可以设置在5mm至12mm之间。
105.图10为本技术另一实施例提供的裂缝检测装置的结构示意图。
106.如图10所示,在一些可选的实施例中,裂缝检测装置20的传感部100还可以包括绝缘保护层130,绝缘保护层130设置于导电层110背离绝缘基底120的一侧,通过绝缘保护层130能够保护导电层110不易破损,并避免外界环境影响导电层110的导电性能。
107.可选的,第一触点111a以及第二触点111b背离绝缘基底120的一侧可以均显露于绝缘保护层130外,能够方便外接电流的接入。
108.图11为本技术另一实施例提供的裂缝检测装置用于轴承组件时的结构示意图。
109.在一些可选的实施例中,裂缝检测装置20可以包括多个传感部100。由于制作工艺和制作成本的限制,传感部100的导电层110和绝缘基底120的长度有限,通过设置多个传感部100,能够增大裂缝检测装置20的可检测范围。
110.在一些可选的实施例中,如图11所示,裂缝检测装置20设置于轴承本体10时,裂缝检测装置20的多个传感部100可以沿轴承本体10的周向c依次设置,且在轴承本体10的周向c上相邻的两个传感部的两个第一导线111在轴承本体10的轴向上的正投影可以部分重叠设置,这样能够避免在轴承本体10的周向c上相邻的两个传感部之间出现检测盲区,使得裂缝检测装置20的有效检测区域能够完全覆盖预设检测范围,预设检测范围均能够被有效检测。
111.图12为本技术另一实施例提供的裂缝检测装置的结构示意图;图13为本技术又一实施例提供的裂缝检测装置的结构示意图。
112.如图12所示,在一些可选的实施例中,裂缝检测装置20可以包括多个传感部100,多个传感部100可以串联连接,多个传感部100的第一导线111首尾相连并形成一根测试导线;将裂缝检测装置20设置于轴承本体10时,在传感部100的布设范围内,轴承本体10表面上任一位置产生裂缝均会导致测试导线发生断裂,使外接电流无法流过测试导线,因此本技术实施例提供的裂缝检测装置20,能够有效检测到传感部100的布设范围内是否有裂缝产生。
113.如图13所示,在另一些可选的实施例中,裂缝检测装置20包括多个传感部100,多个传感部100可以并联连接。在传感部100的布设范围内,轴承本体10表面上任一位置产生裂缝时则会导致对应位置的传感部的第一导线111断裂,进而通过并联连接的多个传感部100,不仅能够检测出轴承本体10是否产生了裂缝,还能够检测出轴承本体10产生裂缝的具体位置。
114.请继续参考图12和图13,在一些可选的实施例中,本技术实施例提供的裂缝检测装置20还包括测量部200,测量部200包括电源模块和检测模块,第一导线111通过第一触点111a及第二触点111b与电源模块、检测模块连接,并构成检测回路,在该检测回路中,电源模块供电以对第一触点111a和第二触点111b之间施加电压,检测模块用于检测检测回路的电气参数并根据该电气参数判断被测产品是否产生裂缝。
115.可选的,检测模块被配置为用于检测流过第一导线111的第一触点111a和第二触点111b间的第一电流值,当检测到第一电流值小于预设阈电流值,且第一电流值的持续时间大于预定时间,判断被测产品产生裂缝。裂缝检测装置20设置于轴承本体10时,检测模块被配置为根据第一触点111a和第二触点111b间的第一电流值小于预设阈电流值且第一电流值的持续时间大于预定时间时判断轴承本体10产生裂缝。本技术对预定时间不作具体限制。可选的,预定时间可以设置为3-5s。
116.通过电源模块对第一触点111a和第二触点111b之间施加电压,若第一触点111a和第二触点111b连通,则电源模块、第一导线111和测试模块形成检测回路,测试模块检测到流过第一导线111的第一触点111a和第二触点111b间的第一电流值为预设阈电流值;若被测产品产生裂缝使第一导线111断裂,检测回路形成断路,则测试模块检测到第一电流值为零;若传感部100的导电层110包括多个第一导线111,且被测产品产生裂缝使部分第一导线111断裂,则导电层110的电阻增大,测试模块检测到流过第一导线111的第一触点111a和第二触点111b间的第一电流值小于预设阈电流值且不为零。
117.判断被测产品产生裂缝的条件包括第一电流值的持续时间,能够减少或避免将导致第一电流值短暂跳变的其他因素误判为被测产品产生了裂缝,进而提高了裂缝检测装置20的检测准确度。
118.在一些可选的实施例中,裂缝检测装置20还可以包括报警器,报警器与检测模块通信连接,报警器被配置为在被测产品产生裂缝时发出报警信号,可选的,报警器被配置为在流过第一导线111的第一触点111a和第二触点111b间的第一电流值小于预设阈电流值且第一电流值的持续时间大于预定时间时发出报警信号。可选的,报警信号的形式有多种,例如可以为文字、声音、光线等。通过设置报警器能够提醒工作人员,使工作人员及时发现被测产品的裂缝状态。
119.在一些可选的实施例中,测量部200还包括控制盒,电源模块和测试模块可以集成
在一控制盒内,控制盒上可以设置有与电源模块连接的第一电极201和第二电极202,第一触点111a与第一电极201电连接,第二触点111b与第二电极202电连接。可选的,第一电极201可以为正极,第二电极202为负极。
120.如图12所示,可选的,裂缝检测装置20包括n个传感部100,第i-1个传感部100的第二触点111b可以电连接第i个传感部100件的第一触点111a,第1个传感部100的第一触点111a与第一电极201电连接,第n个传感部100的第二触点111b与第二电极202电连接,从而实现n个传感部100的串联连接,并使n个传感部100与测量部200形成一个检测回路。其中,n、i均为大于或等于2的整数,i≤n。
121.如图13所示,可选的,裂缝检测装置20包括n个传感部100,控制盒上可以设置有第一电极201以及至少n个第二电极202,n个传感部100的第一触点111a均与第一电极201电连接,n个传感部100的第二触点111b与n个第二电极202一对一电连接,进而实现n个传感部100的并联连接,并使n个传感部100与测量部200形成n个检测回路。其中,n、i均为大于或等于2的整数,i≤n。
122.综上所述,本技术实施例提供的裂缝检测装置20能够检测轴承本体10的表面是否产生裂缝,且具有检测准确度高,效率高,发现及时等优点。
123.依照本技术如上文所述的实施例,这些实施例并没有详尽叙述所有的细节,也不限制该申请仅为所述的具体实施例。显然,根据以上描述,可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例,是为了更好地解释本技术的原理和实际应用,从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本技术以及在本技术基础上的修改使用。本技术仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
技术特征:
1.一种轴承组件,其特征在于,包括:轴承本体;裂缝检测装置,设置于所述轴承本体,所述裂缝检测装置包括传感部,所述传感部包括与所述轴承本体绝缘设置的导电层,所述导电层包括第一导线,所述第一导线在所述轴承本体的周向上延伸预定长度且具有间隔分布的第一触点以及第二触点;其中,所述轴承本体具有安全状态以及裂缝状态,在所述安全状态,所述第一触点与所述第二触点连通,外接电流能够在所述第一触点以及所述第二触点之间传输;在所述裂缝状态,所述轴承本体产生裂缝,所述第一导线位于所述轴承本体裂缝位置的部分断裂,所述第一触点与所述第二触点断开设置。2.根据权利要求1所述的轴承组件,其特征在于,所述导电层还包括多个第二导线,多个所述第二导线在所述第一导线的长度方向上间隔分布,各所述第二导线与第一导线相交设置并将所述第一导线划分为多段,且所述第二导线的线径宽度大于所述第一导线的线径宽度。3.根据权利要求2所述的轴承组件,其特征在于,多个所述第二导线中的一个连接于所述第一导线的第一触点,其余各所述第二导线连接于第一导线上的第二触点。4.根据权利要求2所述的轴承组件,其特征在于,所述第一导线设置有多个,多个所述第一导线在与所述第一导线的长度方向相交的方向上间隔分布,每个所述第二导线分别与与其相交的第一导线相连接。5.根据权利要求1所述的轴承组件,其特征在于,所述传感部还包括绝缘基底,所述导电层设置于所述绝缘基底的厚度方向上的一侧表面,所述传感部通过所述绝缘基底绝缘连接于所述轴承本体。6.根据权利要求5所述的轴承组件,其特征在于,所述绝缘基底上设置有减强槽,所述减强槽由所述绝缘基底的边缘向内部凹陷形成;和/或,所述绝缘基底上设置有减强孔,所述减强孔间隔设置于所述绝缘基底的边缘。7.根据权利要求5所述的轴承组件,其特征在于,所述绝缘基底为可弯折的柔性基底。8.根据权利要求5所述的轴承组件,其特征在于,所述传感部还包括绝缘保护层,所述绝缘保护层设置于所述导电层背离所述绝缘基底的一侧,所述第一触点以及所述第二触点背离所述绝缘基底的一侧均显露于所述绝缘保护层外。9.根据权利要求1-8任一项所述的轴承组件,其特征在于,所述裂缝检测装置还包括测量部,所述测量部包括电源模块和检测模块,所述电源模块用于对所述第一触点和所述第二触点之间施加电压,所述检测模块被配置为检测所述第一触点与第二触点间的第一电流值,当检测到第一电流值小于预设阈电流值时,且第一电流值的持续时间大于预定时间,判断所述轴承本体产生裂缝。10.根据权利要求9所述的轴承组件,其特征在于,所述裂缝检测装置还包括报警器,所述报警器与所述检测模块通信连接,所述报警器被配置为在所述第一电流值小于预设阈电流值且第一电流值的持续时间大于预定时间时发出报警信号。11.根据权利要求1所述的轴承组件,其特征在于,所述裂缝检测装置包括多个所述传感部,多个所述传感部串联连接,或,多个所述传感部并联连接。
12.根据权利要求1所述的轴承组件,其特征在于,所述轴承本体包括转动配合的内圈和外圈,所述传感部设置在所述外圈的径向外侧的圆周面上,和/或,所述传感部设置在所述内圈的径向内侧的圆周面上。13.根据权利要求1所述的轴承组件,其特征在于,所述第一导线在所述轴承本体的周向上整圈设置或局部设置。14.根据权利要求1所述的轴承组件,其特征在于,所述裂缝检测装置包括多个所述传感部,多个所述传感部沿所述周向依次设置,且在所述周向上相邻的两个所述传感部的两个所述第一导线在所述轴承本体的轴向上的正投影部分重叠。15.一种风力发电机组,其特征在于,包括如权利要求1至14任一项所述的轴承组件。16.根据权利要求15所述的风力发电机组,其特征在于,所述风力发电机组还包括轮毂和叶片,所述轮毂以及叶片通过所述轴承组件连接;和/或,所述风力发电机组还包括塔架以及机舱,所述塔架以及所述机舱通过所述轴承组件连接。17.一种裂缝检测装置,其特征在于,包括传感部,所述传感部包括:绝缘基底;导电层,所述导电层设置在所述绝缘基底上,所述导电层包括第一导线和多个第二导线,所述第一导线沿所述绝缘基底的长度方向延伸且具有间隔分布的第一触点以及第二触点,多个所述第二导线在所述第一导线的长度方向上间隔分布,各所述第二导线与第一导线相交设置并将所述第一导线划分为多段,且所述第二导线的线径宽度大于所述第一导线的线径宽度。
技术总结
本申请公开了一种轴承组件、风力发电机组及裂缝检测装置,轴承组件包括:轴承本体;裂缝检测装置,设置于轴承本体,裂缝检测装置包括传感部,传感部包括与轴承本体绝缘设置的导电层,导电层包括第一导线,第一导线在轴承本体的周向上延伸预定长度且具有间隔分布的第一触点以及第二触点;其中,轴承本体具有安全状态以及裂缝状态,在安全状态,第一触点与第二触点连通,外接电流能够在第一触点以及第二触点之间传输;在裂缝状态,轴承本体产生裂缝,第一导线位于轴承本体裂缝位置的部分断裂,第一触点与第二触点断开设置。本申请能够及时发现轴承本体是否开裂。轴承本体是否开裂。轴承本体是否开裂。
技术研发人员:王金辉 卢超 崔财举
受保护的技术使用者:新疆金风科技股份有限公司
技术研发日:2021.11.30
技术公布日:2023/6/4
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