一种基于纳米发电机的保持架转速自传感智能轴承

本发明涉及轴承技术领域，具体涉及一种基于纳米发电机的保持架转速自传感智能轴承。

背景技术：

航空轴承高速工作时的实时转速对发动机的输出功率具有非常大的影响，轴承内圈的转速与发动机主轴转速相同。实时监测发动机的转速对整个飞行器的控制具有重要的意义打滑率对轴承的发热具有很大的影响，监测轴承保持架的真实转速可以与理论计算对比计算保持架的打滑率。而目前对航空轴承内圈速度监测的方法为在发动机主轴上安装转速传感器，保持架转速监测方法为在轴承上安装光纤传感器，在发动机安装传感器需要加工相应的安装位置，影响发动机的结构。

综上所述，现有的轴承的保持架转速测量的传感器需要独立安装，因传感器的尺寸较大，严重影响发动机结构的问题。

技术实现要素：

本发明为解决现有的轴承的保持架转速测量的传感器需要独立安装，因传感器的尺寸较大，严重影响发动机结构的问题，而提出一种基于纳米发电机的保持架转速自传感智能轴承。

本发明的一种基于纳米发电机的保持架转速自传感智能轴承，其组成包括轴承内圈、保持架、滚动体、轴承外圈、一号保持架转速测量电极和二号保持架转速测量电极；

保持架沿圆周方向嵌设有多个滚动体，且保持架通过滚动体与轴承内圈外表面滚动连接，保持架的外表面上套设有轴承外圈，且轴承外圈的外表面上均匀的设有一号保持架转速测量电极和二号保持架转速测量电极；

进一步的，所述的保持架外表面两侧的边缘处设有多个凸台；

进一步的，所述的一号保持架转速测量电极和二号保持架转速测量电极分别与轴承外圈引导面之间设有绝缘层；

进一步的，所述的一号保持架转速测量电极和二号保持架转速测量电极的侧面分别设有一层ptfe涂层；

进一步的，所述的保持架的材质为聚合物；

进一步的，所述的轴承外圈引导面设有一层聚合物涂层；

进一步的，所述的一号保持架转速测量电极和二号保持架转速测量电极各占据轴承外圈引导面的外表面积的一半；

进一步的，轴承旋转时，保持架引导面的凸台与轴承外圈引导面聚合物涂层摩擦产生摩擦电荷，并在一号保持架转速测量电极与二号保持架转速测量电极上产生感应电荷，连接负载形成电流，通过电流传感器测量电流频率可以测得轴承保持架实际转速。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

本发明克服了现有技术的缺点，采用轴承挡圈的外表面上均匀的设有一号保持架转速测量电极和二号保持架转速测量电极，轴承旋转时，保持架引导面的凸台与轴承外圈引导面聚合物涂层摩擦产生摩擦电荷，并在一号保持架转速测量电极与二号保持架转速测量电极上产生感应电荷，连接负载形成电流，通过电流传感器测量电流频率可以测得轴承保持架实际转速，因一号保持架转速测量电极与二号保持架转速测量电极的体积较小，不会影响发动机的结构。

附图说明

图1是本发明所述的一种基于纳米发电机的保持架转速自传感智能轴承的三维爆炸图；

图2是本发明所述的一种基于纳米发电机的保持架转速自传感智能轴承中保持架的三维立体图；

图3是本发明所述的一种基于纳米发电机的保持架转速自传感智能轴承中轴承外圈的剖视图；

图4是本发明所述的一种基于纳米发电机的保持架转速自传感智能轴承中轴承挡圈的剖视图；

图5是本发明所述的一种基于纳米发电机的保持架转速自传感智能轴承工作原理示意图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1至图4说明本实施方式，本实施方式所述的一种基于纳米发电机的保持架转速自传感智能轴承包括轴承内圈1、保持架2、滚动体3、轴承外圈4、一号保持架转速测量电极5和二号保持架转速测量电极6；

保持架2沿圆周方向嵌设有多个滚动体3，且保持架2通过滚动体3与轴承内圈1外表面滚动连接，保持架2的外表面上套设有轴承外圈4，且轴承外圈4的外表面上均匀的设有一号保持架转速测量电极5和二号保持架转速测量电极6；

本具体实施方式，轴承旋转时，保持架2引导面的凸台7与轴承外圈4引导面聚合物涂层摩擦产生摩擦电荷，并在一号保持架转速测量电极5与二号保持架转速测量电极6上产生感应电荷，连接负载形成电流，通过电流传感器测量电流频率可以测得轴承保持架实际转速。

具体实施方式二：结合图2说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式一所述的智能轴承的进一步的限定，本实施方式所述的一种基于纳米发电机的保持架转速自传感智能轴承，所述的保持架2外表面两侧的边缘处设有多个凸台7；

本具体实施方式，采用保持架2外表面两侧的边缘处设有多个凸台7，在轴承转动时，保持架2引导面的凸台7与轴承外圈4引导面聚合物涂层摩擦产生摩擦电荷。

具体实施方式三：结合图4说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式一所述的智能轴承的进一步的限定，本实施方式所述的一种基于纳米发电机的保持架转速自传感智能轴承，所述的一号保持架转速测量电极5和二号保持架转速测量电极6分别与轴承外圈引导面之间设有绝缘层9。

具体实施方式四：结合图4说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式三所述的智能轴承的进一步的限定，本实施方式所述的一种基于纳米发电机的保持架转速自传感智能轴承，所述的一号保持架转速测量电极5和二号保持架转速测量电极6的侧面分别设有一层ptfe涂层8；

本具体实施方式，采用一号保持架转速测量电极5和二号保持架转速测量电极6的侧面分别设有一层ptfe涂层8，用以减小摩擦并与保持架凸台配副产生摩擦电。

具体实施方式五：结合图1说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式一所述的智能轴承的进一步的限定，本实施方式所述的一种基于纳米发电机的保持架转速自传感智能轴承，所述的保持架2的材质为聚合物。

具体实施方式六：结合图2说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式一所述的智能轴承的进一步的限定，本实施方式所述的一种基于纳米发电机的保持架转速自传感智能轴承，所述的轴承外圈4引导面设有一层聚合物涂层。

具体实施方式七：结合图1说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式一所述的智能轴承的进一步的限定，本实施方式所述的一种基于纳米发电机的保持架转速自传感智能轴承，所述的一号保持架转速测量电极5和二号保持架转速测量电极6各占据轴承外圈4引导面的外表面积的一半。

具体实施方式八：结合图5说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式一所述的智能轴承的进一步的限定，本实施方式所述的一种基于纳米发电机的保持架转速自传感智能轴承，在使用时，保持架2旋转到图5(a)位置，保持架凸起与外圈引导面聚合物涂层摩擦产生摩擦电荷；摩擦电荷在一号保持架转速测量电极5上通过静电感应产生感应电荷；

保持架2旋转到图5(b)位置，保持架凸台旋转到一号保持架转速测量电极5与二号保持架转速电极6的空隙处时，静电感应消失，回路中产生电流；

保持架2旋转到图5(c)位置，保持架2上的凸台7与轴承外圈4引导面聚合物涂层摩擦产生摩擦电荷；摩擦电荷在二号保持架转速测量电极6上通过静电感应产生与图5(a)位置电性相反的感应电荷；

保持架2旋转到图5(d)位置，保持架2上的凸台7旋转到一号保持架转速测量电极5与二号保持架转速电极6的空隙处时，静电感应消失，回路中产生与图5(b)方向相反的电流；通过测量电流的频率就可以得到聚合物保持架的旋转频率。

工作原理

轴承旋转时，保持架2引导面的凸台7与轴承外圈4引导面聚合物涂层摩擦产生摩擦电荷，并在一号保持架转速测量电极5与二号保持架转速测量电极6上产生感应电荷，连接负载形成电流，通过电流传感器测量电流频率可以测得轴承保持架实际转速。