轴承系统和用于轴承的保持架的制作方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及轴承系统和用于轴承的保持架。
【背景技术】
[0002]当轴承受到振动的影响时，惯性力有可能会比较大，从而会使得在经过一段时间之后在保持架中产生疲劳裂纹，这有可能会最终导致整个轴承的损坏。
[0003]目前，监测轴承工作状态的传统的方法是使用固定在轴承外圈上的相应传感器，以便测量轴承的振动或温度。如图1所示，轴承包括外圈la、内圈2a、滚子3a和保持架4a，加速度/温度传感器5a被设置在外圈Ia上，用于测量轴承的振动或温度。根据所测到的异常的振动水平或异常高温，可以检测到在轴承的内圈、外圈或滚子中的轴承故障。
[0004]然而，对于早期阶段的保持架中的裂纹，该振动或温度测量方法并不总是有效，并且该振动或温度测量方法对于早期阶段的保持架中的裂纹的监测也并不是一种可靠的监测方法。在大多数情况下，轴承的保持架仍然需要人工检查。
[0005]而且，轴承保持架通常只是一个机械部件，该部件上通常没有任何传感器。轴承保持架本身不能提供任何有关其工作状态的信息。在轴承保持架出现裂纹的早期阶段，轴承的振动、温度的测量也不能有效地给出保持架故障的信息。而一旦保持架上开始出现了微小裂纹，其损坏的过程是非常快的。有时，等到轴承的振动或温度达到警告水平的时候就已经太晚了。振动的测量也会受到环境的影响。此外，人工检查轴承的状态，需要拆卸轴承，这是非常耗费时间的工作，由此会使得轴承的后期维护成本非常高。
【发明内容】
[0006]鉴于现有技术的上述技术问题，本发明的目的在于开发一种轴承系统和一种用于轴承的保持架，其能更有效和可靠地监测轴承保持架的状态。
[0007]基于上述目的，本发明提供了一种轴承系统，其包括轴承，所述轴承包括:
[0008]外圈；
[0009]内圈；
[0010]滚子，所述滚子在轴承的径向方向上设置在所述外圈和所述内圈之间；和
[0011]保持架，所述保持架在轴承的径向方向上也设置在所述外圈和所述内圈之间，并用于保持所述滚子，
[0012]其特征在于，
[0013]所述轴承系统还包括状态监测系统，所述状态监测系统包括:
[0014]RFID芯片，所述RFID芯片被固定在所述保持架上；
[0015]印刷电路线，所述RFID芯片与所述印刷电路线电连接，所述印刷电路线沿着所述保持架的周身设置，并在所述保持架被所述印刷电路线覆盖的部分保持完整的情况下保持导通；和
[0016]RFID阅读器，所述RFID阅读器能够通过射频信号与所述RFID芯片通讯，以监测所述保持架的状态。
[0017]优选的是，所述保持架构造为环形，并且所述保持架包括:
[0018]沿着轴承的周向方向延伸的第一环形部分；
[0019]沿着轴承的周向方向延伸的第二环形部分，所述第二环形部分和所述第一环形部分沿着轴承的轴向方向彼此间隔开；和
[0020]多个轴向连接部分,所述多个轴向连接部分沿着轴承的轴向方向连接所述第一环形部分和所述第二环形部分，从而形成多个兜孔，所述兜孔用于容纳所述滚子，
[0021]其中，所述RFID芯片与所述印刷电路线均被设置在所述保持架的不与所述滚子接触的部分的表面上。
[0022]优选的是，所述RFID芯片被固定在所述第一环形部分和所述第二环形部分中的任一个环形部分的轴向外侧表面上，而所述印刷电路线则以周向环绕的方式设置在所述第一环形部分、所述第二环形部分和所述轴向连接部分中的至少一个的内周表面和/或外周表面上。
[0023]优选的是，所述轴承为双排锥形滚子轴承，并沿着轴承的轴向方向具有两个保持架，所述两个保持架中的每一个均设有一个RFID芯片，且所有的RFID芯片均设置在所述轴承的轴向中间部位处，
[0024]在所述双排锥形滚子轴承的外圈的轴向中间部位处设置检查孔，该检查孔沿着轴承的径向方向贯穿所述外圈，所述RFID阅读器能够插入该检查孔以便接近所述RFID芯片。
[0025]优选的是，所述印刷电路线在所述保持架的制造过程中利用导电印刷墨水被印刷在所述保持架的表面上。
[0026]优选的是，所述RFID芯片为被动式RFID芯片，在该RFID芯片内部没有供电电源。
[0027]优选的是，所述轴承系统包括多个轴承，所述多个轴承中的每一个轴承均设有RFID芯片，所述多个轴承的RFID芯片均能和位于所述多个轴承外部的同一个RFID阅读器通过射频信号通讯。
[0028]本发明还提供了一种用于轴承的保持架，所述保持架构造为环形，并且所述保持架包括:
[0029]沿着轴承的周向方向延伸的第一环形部分；
[0030]沿着轴承的周向方向延伸的第二环形部分，所述第二环形部分和所述第一环形部分沿着轴承的轴向方向彼此间隔开；和
[0031 ] 多个轴向连接部分,所述多个轴向连接部分沿着轴承的轴向方向连接所述第一环形部分和所述第二环形部分，从而形成多个兜孔，所述兜孔用于容纳滚子，
[0032]其特征在于，
[0033]RFID芯片和印刷电路线被设置在所述保持架上，其中，所述RFID芯片与所述印刷电路线电连接，所述印刷电路线沿着所述保持架的周身设置，并在所述保持架被所述印刷电路线覆盖的部分保持完整的情况下保持导通，并且所述RFID芯片用于通过射频信号与位于所述保持架外部的RFID阅读器通讯。
[0034]优选的是，所述RFID芯片被固定在所述第一环形部分和所述第二环形部分中的任一个环形部分的轴向外侧表面上，而所述印刷电路线则以周向环绕的方式设置在所述第一环形部分、所述第二环形部分和所述轴向连接部分中的至少一个的内周表面和/或外周表面上。
[0035]优选的是，所述印刷电路线在所述保持架的制造过程中利用导电印刷墨水被印刷在所述保持架的表面上。
[0036]优选的是，所述RFID芯片为被动式RFID芯片，在该RFID芯片内部没有供电电源。
[0037]本发明采用了 RFID通讯技术，因而能更有效和可靠地监测轴承保持架的状态。而且，根据本发明，可以在轴承故障出现之前及时发出警告，从而可以避免由于损坏轴承或设备而导致的严重损失；并且可以通过使用RFID通讯技术同时监测大量的轴承保持架，这可以极大降低成本；而且，本发明的系统可以被很容易地集成到现有的其它状态监测系统中。
【附图说明】
[0038]为了更清楚地说明本发明的实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
[0039]图1是示出现有技术的监测轴承工作状态的传统布置的简图。
[0040]图2是本发明中的轴承保持架的透视图。
[0041]图3是根据本发明中的一个实施例的轴承系统的轴向剖视图。
【具体实施方式】
[0042]为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合本发明的实施例中的附图，对本发明的实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
[0043]本发明涉及轴承保持架监测技术，其主要用于在对可靠性要求很高的环境中工作的轴承，例如铁路机车车辆轴承。
[0044]本发明提出了一种新型的带有射频识别(RFID)芯片和相关的印刷电路的轴承保持架，其能够有效获得有关轴承保持架的裂纹的信息。该信息可以通过无线通讯技术进行访问。本发明的装置可以在轴承出现故障之前发出警报，从而可以避免由于整套轴承或设备的损坏所造成的严重损失。
[0045]参考图2和图3来具体描述本发明的方案。图2是本发明中的轴承保持架的透视图。图3是根据本发明中的一个实施例的轴承系统的轴向剖视图。
[0046]如图3所示，本发明提供了一种轴承系统，所述轴承系统包括轴承，所述轴承包括:外圈I ;内圈2 ;滚子3，所述滚子3在轴承的径向方向上设置在所述外圈I和所述内圈2之间；和保持架4，所述保持架4在轴承的径向方向上也设置在所述外圈I和所述内圈2之间，并用于保持所述滚子3。
[0047]进一步，本发明的轴承系统还包括状态监测系统，所述状态监测系统采用了射频识别(RFID)技术，射频识别(RFID)是一种无线通信技术，其可以通过无线电信号识别特定目标并读写相关数据，而无需在识别系统与特定目标之间建立机械或者光学接触。
[0048]参考图2和图3，本发明的状态监测系统包括:RFID芯片5，所述RFID芯片5被固定在所述保持架4上；印刷电路线12，所述RFID芯片5与所述印刷电路线12电连接，所述印刷电路线12被设置在所述保持架4上；和RFID阅读器6，所述RFID阅读器6能够通过射频信号与所述RFID芯片5通讯，以监测所述保持架4的状态。在本发明中，所述印刷电路线12可沿着所述保持架4的周身设置，并在所述保持架4被所述印刷电路线12覆盖的部分保持完整的情况下保持导通。
[0049]在本发明中，小型的RFID芯片和相关的印刷电路被设置在轴承保持架上。具体地，如图2所示，所述保持架4可以构造为环形，并且所述保持架4包括:沿着轴承的周向方向延伸的第一环形部分9 ;沿着轴承的周向方向延伸的第二环形部分10，所述第二环形部分10和所述第一环形部分9沿着轴承的轴向方向彼此间隔开；和多个轴向连接部分11，所述多个轴向连接部分11沿着轴承的轴向方向连接所述第一环形部分9和所述第二环形部分10，从而形成多个兜孔8，所述兜孔8用于容纳所述滚子3，其中，所述RFID芯片5与所述印刷电路线12均被设置在所述保持架4的不与所述滚子3接触的部分的表面上。在本发明中，RFID芯片与印刷电路线的重量很轻，因而不会对保持架的正常功能造成不利影响。
[0050]如图2所示，RFID芯片5与覆有绝缘层的印刷电路线12沿着轴承保持架的表面进行设置。所述RFID芯片5被固定在所述第一环形部分9和所述第二环形部分10中的任一个环形部分的轴向外侧表面上，而所述印刷电路线12则以大致周向环绕的方式设置在所述第一环形部分9、所述第二环形部分10和所述轴向连接部分11中的至少一个的内周表面和/或外周表面上。印刷电路线12整体上形成一整个电路回路(图中未显示电路回路不同区段的连接情况)，其两