本發(fā)明描述了軸承量規(guī)裝置、發(fā)電機(jī)以及檢測(cè)軸承變形的方法。

背景技術(shù)：

用于大型機(jī)器的大軸承要持續(xù)使用許多年，因?yàn)樵撦S承是昂貴的部件并且還難以接近，所以通常需要將該機(jī)器拆卸以便更換該軸承。風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)的主軸承例如可以預(yù)期具有20到25年的使用壽命。對(duì)于這樣的大軸承而言，因此非常重要的是知道在軸承的使用壽命期間軸承的幾何形狀會(huì)如何變化。大型機(jī)器（諸如，風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)）的主軸承通常被實(shí)現(xiàn)為具有大體上圓柱形的滾子的滾子軸承，這些滾子將載荷從轉(zhuǎn)子傳遞至定子（反之亦然，取決于發(fā)電機(jī)類型），同時(shí)允許轉(zhuǎn)子圍繞定子平穩(wěn)地旋轉(zhuǎn)。為了高效率地操作，重要的是確保滾子沿它們的長(zhǎng)度被均勻地支撐。滾子滾圈（race）（或“滾道”）也必須盡可能地平滑使得載荷均勻地分布在滾子之上。

用于大型機(jī)器（諸如，風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)）的軸承規(guī)格必須確保在預(yù)期的軸承使用壽命中滿足這些條件，并且規(guī)定了諸如硬化鋼或回火鋼的材料的使用以及高度精確的機(jī)械加工步驟。因此，這樣的軸承能夠是非常昂貴的。然而，即使是在被制造至非常嚴(yán)苛的規(guī)格時(shí)，一旦軸承操作則作用在軸承上的外部影響可能降低其承載能力。例如，螺栓可以用于將軸承套圈（bearingring）緊固至另一結(jié)構(gòu)，并且將這些螺栓緊固的行為可能使軸承略微地變形。軸承的這樣的輕微變形不能在視覺(jué)上識(shí)別，并且軸承將繼續(xù)起作用。然而，即使只是輕微的變形也能夠改變滾動(dòng)元件的支撐長(zhǎng)度，并且降低的承載能力能夠顯著地縮短軸承的使用壽命。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

因此，本發(fā)明的目標(biāo)是提供在操作期間評(píng)定軸承的狀況的方法。

該目標(biāo)由權(quán)利要求1所述的軸承量規(guī)裝置，權(quán)利要求11所述的發(fā)電機(jī)組件，以及權(quán)利要求14所述的檢測(cè)軸承的變形的方法而實(shí)現(xiàn)。

根據(jù)本發(fā)明，該軸承量規(guī)裝置包括：設(shè)置在軸承的內(nèi)滾圈和外滾圈之間以便代替軸承的滾動(dòng)元件的保持框架（holdingframe）；設(shè)置在保持框架中的至少一個(gè)測(cè)距規(guī)，以便在軸承的操作期間測(cè)量?jī)?nèi)滾圈和外滾圈之間的距離；以及被實(shí)現(xiàn)為相對(duì)于軸承參考尺寸而評(píng)估來(lái)自測(cè)距規(guī)的距離測(cè)量值的評(píng)估單元，從而檢測(cè)軸承的變形。

在本發(fā)明的上下文中，該表述“在軸承的操作期間”要被理解成意指“在包括軸承的機(jī)器的操作期間”，因?yàn)檩S承的目的是減小機(jī)器（諸如，發(fā)電機(jī)）的運(yùn)動(dòng)部件（例如，轉(zhuǎn)子）和靜止部件（例如，定子）之間的摩擦。根據(jù)本發(fā)明的軸承量規(guī)裝置的優(yōu)點(diǎn)在于通過(guò)在軸承內(nèi)監(jiān)測(cè)相對(duì)的滾圈之間的距離而能夠識(shí)別軸承內(nèi)套圈和軸承外套圈之間的任意相對(duì)變形。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)該優(yōu)點(diǎn)是通過(guò)在滾圈之間的空腔中設(shè)置（多個(gè)）測(cè)距規(guī)而使得在軸承的操作期間能夠直接地識(shí)別與參考距離或規(guī)范距離的任意偏離，從而允許識(shí)別軸承形狀的任意變化。根據(jù)本發(fā)明的軸承量規(guī)裝置能夠識(shí)別軸承的內(nèi)套圈和外套圈之間的任意相對(duì)變化。

根據(jù)本發(fā)明，發(fā)電機(jī)組件包括：在轉(zhuǎn)子和定子之間的主軸承以及根據(jù)本發(fā)明的軸承量規(guī)裝置，其中，軸承量規(guī)裝置的保持框架代替了主軸承的滾動(dòng)元件。

本發(fā)明的發(fā)電機(jī)組件的優(yōu)點(diǎn)是在操作期間能夠可靠地評(píng)估其主軸承的狀況，并且能夠從軸承內(nèi)識(shí)別軸承的任意輕微形變。這允許執(zhí)行預(yù)防性的改正措施使得能夠確?；蛘呱踔裂娱L(zhǎng)軸承的使用壽命。

根據(jù)本發(fā)明，在操作期間檢測(cè)軸承的變形的方法包括以下步驟：在保持框架中設(shè)置多個(gè)測(cè)距規(guī)，根據(jù)軸承的滾動(dòng)元件而設(shè)計(jì)該保持框架的尺寸；用該保持框架替換軸承的滾動(dòng)元件；在軸承的操作期間利用測(cè)距規(guī)來(lái)測(cè)量軸承的內(nèi)滾圈和外滾圈之間的距離；以及相對(duì)于參考軸承尺寸評(píng)估測(cè)量結(jié)果。

本發(fā)明的方法有利地允許在安裝軸承之前和/或在安裝軸承之后在軸承的操作期間全面地檢測(cè)軸承的相關(guān)尺寸（即，關(guān)鍵尺寸）。與期望尺寸或參考尺寸（例如，內(nèi)滾圈和外滾圈之間的規(guī)定距離）的任意偏差能夠容易地被識(shí)別。這允許以其他方式將未檢測(cè)到的軸承變形（例如，非常輕微的變形）能夠被及時(shí)識(shí)別并且能夠允許采取改正措施。因此能夠有利地預(yù)防性地應(yīng)用本發(fā)明的方法以便避免另外將由不均勻的載荷分布而引起的滾子的磨損。

本發(fā)明的特別有利的實(shí)施例和特征由從屬權(quán)利要求給出，如在下列描述中所展現(xiàn)的。不同權(quán)利要求類型的特征可以適當(dāng)?shù)亟M合以便提供本文中沒(méi)有描述的另外的實(shí)施例。

在下列內(nèi)容中，可以假定發(fā)電機(jī)是在風(fēng)力渦輪機(jī)中所使用的類型的大型發(fā)電機(jī)。在諸如直驅(qū)式大型風(fēng)力渦輪機(jī)中，輪轂和外轉(zhuǎn)子借助于大的滾子軸承而連接至內(nèi)定子。在下列內(nèi)容中，在不以任何方式限制本發(fā)明的情況下，可以假設(shè)軸承是安裝在風(fēng)力渦輪機(jī)中的發(fā)電機(jī)的部件。在這樣的大型機(jī)器中，主軸承可以優(yōu)選地包括錐形滾子軸承或漸細(xì)滾子軸承，因?yàn)檫@種類型的軸承非常適于其必須承載的重載荷。滾子軸承能夠具有以環(huán)形構(gòu)型設(shè)置的單“列”滾子。在雙列滾子軸承中，滾子的兩個(gè)這樣的環(huán)形結(jié)構(gòu)（其可以是圓柱形的或漸細(xì)的）以背對(duì)背的構(gòu)造而放置。

任意適合類型的測(cè)距規(guī)可以使在本發(fā)明的軸承量規(guī)裝置中。優(yōu)選地，測(cè)距規(guī)被設(shè)置成測(cè)量軸承的相對(duì)滾圈表面之間的垂直距離。在一個(gè)實(shí)施例中，能夠?qū)嵤┚嚯x轉(zhuǎn)換器，例如差動(dòng)可變磁阻轉(zhuǎn)換器（dvrt）。測(cè)距規(guī)還可以被實(shí)現(xiàn)為線性電位器。取決于其中待使用測(cè)距規(guī)裝置的軸承的尺寸及使用領(lǐng)域，測(cè)距規(guī)優(yōu)選地被選擇成具有一定的精度度。例如，具有2微米的精度的測(cè)距規(guī)可以優(yōu)選地監(jiān)測(cè)風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子和定子之間的錐形軸承的質(zhì)量。

能夠同樣地實(shí)施一個(gè)或多個(gè)非接觸式測(cè)距規(guī)，例如渦流式轉(zhuǎn)換器、激光測(cè)距規(guī)等。非接觸式測(cè)距規(guī)基本上沒(méi)有可能磨損的任意部件，但仍然能夠提供必需精度的測(cè)量結(jié)果。

測(cè)距規(guī)能夠通過(guò)數(shù)據(jù)接口而連接至評(píng)估單元，使得評(píng)估單元能夠接收來(lái)自測(cè)距規(guī)的測(cè)量值。這能夠利用電纜連接而實(shí)現(xiàn)。例如，如果評(píng)估過(guò)程只是在機(jī)器和軸承的安裝之前和之后執(zhí)行，那么例如評(píng)估單元能夠利用適當(dāng)?shù)碾娎|而物理地連接到測(cè)距規(guī)。在評(píng)估軸承狀況之后以及在執(zhí)行任意改正措施之后，能夠斷開(kāi)并移除評(píng)估單元。替代地，評(píng)估單元可以作為裝置的永久部件而保持就位，使得能夠在任意時(shí)間執(zhí)行軸承評(píng)估過(guò)程。

當(dāng)然，軸承量規(guī)裝置能夠包括任意數(shù)量的無(wú)線測(cè)距規(guī)。在這樣的實(shí)施例中，測(cè)距規(guī)能夠通過(guò)適合的接口（諸如，無(wú)線lan）而將它們的測(cè)量值傳送至評(píng)估單元的對(duì)應(yīng)接收器。當(dāng)軸承測(cè)量被實(shí)施在遠(yuǎn)程位置的軸承中時(shí)，這樣的實(shí)現(xiàn)方式可以是有利的。例如，軸承量規(guī)裝置可以用于執(zhí)行操作的風(fēng)力渦輪機(jī)的主軸承的實(shí)時(shí)評(píng)估，從而觀察在改變風(fēng)況期間作用在軸承上的風(fēng)載荷的效果，即，以“現(xiàn)場(chǎng)直播”的方式。評(píng)估單元可以被實(shí)現(xiàn)作為風(fēng)力渦輪機(jī)控制網(wǎng)絡(luò)的一部分，使得對(duì)測(cè)量值的評(píng)估能夠由遠(yuǎn)程操作者（例如，海上風(fēng)場(chǎng)的操作者）訪問(wèn)。

保持框架要被理解為任意適合構(gòu)造，該任意適合構(gòu)造被實(shí)現(xiàn)為相對(duì)于一個(gè)或兩個(gè)軸承滾圈以限定的定向和/或位置而保持或支撐一個(gè)或多個(gè)測(cè)距規(guī)。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，測(cè)距規(guī)的位置相對(duì)于保持框架是固定的，該保持框架有效地作為參考框架。保持框架的位置相對(duì)于軸承滾圈也優(yōu)選地是固定的。以此方式，能夠使由測(cè)距規(guī)獲得的任意測(cè)量值與固定的參考（例如，靜止的軸承套圈或未被螺栓連接的軸承套圈）相關(guān)聯(lián)。

在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，測(cè)距規(guī)裝置能夠被彈簧加載而抵靠滾圈表面。例如，測(cè)距規(guī)能夠包括轉(zhuǎn)換器，其中，轉(zhuǎn)換器的有效方向大體上垂直于外滾圈的表面；以及與外滾圈接觸的鋼滾子球，該鋼滾子球被保持在沿著平行于距離轉(zhuǎn)換器的有效方向的軸線而自由移動(dòng)的彈簧加載元件中。軸承外套圈相對(duì)于內(nèi)套圈的任意變形將被傳送至該轉(zhuǎn)換器。

在大的軸承（諸如，球軸承或滾子軸承）中，軸承元件可以容納在保持架（cage）中。該保持架能夠包括具有用于每個(gè)軸承元件的隔間的構(gòu)架。該設(shè)計(jì)與其中軸承元件相對(duì)于兩個(gè)套圈自由運(yùn)動(dòng)的其它軸承設(shè)計(jì)形成對(duì)比。因此，在本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施例中，保持框架優(yōu)選地也保持在保持架隔間中。該保持框架可以被構(gòu)造成裝配至固定于軸承套圈之一的軸承保持架的隔間中，或者保持框架可以作用為保持架以便相對(duì)于軸承滾圈而將測(cè)距規(guī)裝置保持在固定定向處。

如上所述，保持框架容納在軸承中使得保持框架有效地替換或代替軸承元件。這意味著將在保持框架的任一側(cè)存在軸承元件。保持框架的目的大體上是使（多個(gè)）測(cè)距規(guī)相對(duì)于軸承滾圈中的一個(gè)或兩個(gè)保持在在固定且預(yù)定的位置。優(yōu)選地，軸承量規(guī)裝置包括兩個(gè)測(cè)距規(guī)。這些測(cè)距規(guī)優(yōu)選地被設(shè)置成在盡可能寬的距離（即，跨過(guò)軸承的寬度）上測(cè)量滾圈表面的分離度。為此，兩個(gè)測(cè)距規(guī)被優(yōu)選地設(shè)置成大體上在軸承的每個(gè)外邊緣（即，滾圈的外周附近）處有一個(gè)測(cè)距規(guī)。這樣的結(jié)構(gòu)能夠有利地提高測(cè)量值的精度，從而允許及時(shí)檢測(cè)到即使非常小的角度變形。

優(yōu)選地，測(cè)距規(guī)裝置用于軸承的初始校準(zhǔn)運(yùn)行中以便獲得初始的軸承內(nèi)部空間的記錄。這個(gè)操作能夠在將軸承初始安裝到軸承將在其中使用的機(jī)器中之前（即，在軸承已被暴露于任意顯著載荷之前）執(zhí)行。在安裝到機(jī)器中之后，能夠再次執(zhí)行評(píng)估運(yùn)行。能夠相對(duì)于校準(zhǔn)結(jié)果而對(duì)該結(jié)果進(jìn)行分析，以便識(shí)別任意異常并且識(shí)別需要采取的任意改正措施。

環(huán)形軸承通常作用為旋轉(zhuǎn)部件和靜止部件之間的接口，例如在發(fā)電機(jī)的情況中。每個(gè)軸承套圈可以被螺栓連接或者以其他形式固定到其相關(guān)部件。這可以導(dǎo)致軸承中的較小但影響深遠(yuǎn)的變形。因此，在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，該方法包括以下步驟：在最后的安裝過(guò)程之前，在軸承的操作期間評(píng)估來(lái)自多個(gè)測(cè)距規(guī)的測(cè)量結(jié)果；執(zhí)行最后的安裝過(guò)程；以及隨后在最后的安裝過(guò)程之后，在操作期間評(píng)估來(lái)自測(cè)距規(guī)的測(cè)量結(jié)果。在這樣的實(shí)施例中，“最后的安裝過(guò)程”例如可以包括以下過(guò)程：在風(fēng)力渦輪機(jī)的安裝期間，最后擰緊任意螺栓以便使軸承套圈固定至發(fā)電機(jī)部件。同樣地，該表述可以適用于在維修過(guò)程期間擰緊螺栓的步驟。

如上所述，評(píng)估單元優(yōu)選地被實(shí)現(xiàn)為接收來(lái)自測(cè)距規(guī)的測(cè)量值并且對(duì)該信息進(jìn)行分析從而識(shí)別軸承的任意變形，例如在由多個(gè)螺栓將軸承緊固到底座框架之后的軸承套圈的變形。優(yōu)選地，評(píng)估單元被實(shí)現(xiàn)為使測(cè)距規(guī)的測(cè)量結(jié)果與沿軸承圓周的對(duì)應(yīng)區(qū)域相關(guān)聯(lián)。例如，在軸承的一個(gè)完整旋轉(zhuǎn)期間從一個(gè)測(cè)距規(guī)接收的測(cè)量值的比較能夠與參考值或期望值進(jìn)行對(duì)比。與這個(gè)期望值的任意偏離將表明軸承中的變形。可以向評(píng)估單元提供關(guān)于完整旋轉(zhuǎn)的開(kāi)始和結(jié)束的信息，例如通過(guò)使用霍爾效應(yīng)傳感器。軸承的旋轉(zhuǎn)速度通常能夠假設(shè)是恒定的，特別是在大型直驅(qū)式風(fēng)力渦輪機(jī)的主軸承的情況中。利用這個(gè)信息，可相對(duì)直接地解釋從測(cè)距規(guī)接收的測(cè)量值以便確定變形的位置。優(yōu)選地，對(duì)由設(shè)置在軸承滾圈的寬度上的一對(duì)測(cè)距規(guī)提供的信息進(jìn)行解釋以便識(shí)別軸承的角度變形的程度。這樣的變形可能是由于在軸承套圈和承載結(jié)構(gòu)之間的緊固螺栓和/或由于作用在軸承上的外部載荷而引起。

在本發(fā)明的特別優(yōu)選的實(shí)施例中，由測(cè)距規(guī)提供的測(cè)量數(shù)據(jù)通過(guò)與外部軸承載荷有關(guān)的數(shù)據(jù)而被增強(qiáng)。這樣的外部載荷的示例可能是作用于風(fēng)力渦輪機(jī)的主軸承上的風(fēng)載荷力。在這樣的實(shí)現(xiàn)例中，評(píng)估單元優(yōu)選地被實(shí)現(xiàn)為識(shí)別外部載荷和在測(cè)距規(guī)的測(cè)量值的基礎(chǔ)上所識(shí)別的軸承變形之間的關(guān)系。

評(píng)估能夠被大體上連續(xù)地執(zhí)行，或者以根據(jù)其中安裝有軸承的機(jī)器所選擇的規(guī)律間隔而執(zhí)行。例如，如果軸承安裝在其外轉(zhuǎn)子具有相對(duì)較慢的旋轉(zhuǎn)速度的直驅(qū)式風(fēng)力渦輪機(jī)中，那么每小時(shí)運(yùn)行一次評(píng)估序列可以是足夠的。優(yōu)選地，在其中緊固螺栓被緊固或以其他方式調(diào)整的維修或安裝步驟之后的時(shí)間段中執(zhí)行該評(píng)估序列。在這樣的情況中，評(píng)估的結(jié)果能夠用于確定可以對(duì)一個(gè)或多個(gè)螺栓的張力進(jìn)行調(diào)整的程度從而修正令人不滿意的測(cè)量結(jié)果。

附圖說(shuō)明

通過(guò)結(jié)合附圖考慮的下列詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它目標(biāo)和特征將變得明顯。然而，要理解的是附圖僅僅被設(shè)計(jì)用于說(shuō)明的目的而不是對(duì)本發(fā)明的范圍的限定。

圖1示出了通過(guò)具有根據(jù)本發(fā)明的軸承量規(guī)裝置的實(shí)施例的滾子軸承的局部橫截面圖。

圖2示出了通過(guò)圖1的軸承的另一個(gè)局部橫截面圖。

圖3示出了通過(guò)圖1的軸承的另一個(gè)局部橫截面圖。

圖4示出了通過(guò)漸細(xì)滾子軸承的簡(jiǎn)化橫截面圖。

圖5-圖8示出了基于由根據(jù)本發(fā)明的軸承量規(guī)裝置的實(shí)施例所獲得的測(cè)量的評(píng)估結(jié)果。

在整個(gè)附圖中，相同的附圖標(biāo)記表示相同的物體。附圖中的物體不必按比例繪制。

具體實(shí)施方式

圖1示出了沿通過(guò)軸承2（其豎直地安裝在機(jī)器中）的旋轉(zhuǎn)軸線的平面截取的通過(guò)雙列滾子軸承2的局部橫截面圖，并且示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的軸承量規(guī)裝置1，從而代替滾圈中的一個(gè)中的滾子。在附圖的右側(cè)示出了另一個(gè)滾圈中的滾子22。滾子軸承2能夠是圖2中描繪的類型，圖2是通過(guò)軸承2（沿正交于圖1的平面和軸承2的旋轉(zhuǎn)軸線的平面截?。┑牧硪粋€(gè)局部橫截面圖，其示出了軸承2的內(nèi)套圈20和外套圈21，以及多個(gè)滾子22。軸承2被構(gòu)造成使得內(nèi)滾圈與外滾圈相隔距離d。為了在軸承的整個(gè)圓周上實(shí)現(xiàn)恒定的距離d，要求高度精確的機(jī)械加工、銑削和拋光步驟以及使用高質(zhì)量的材料。這個(gè)距離d還應(yīng)該保持恒定從而確保載荷均勻地分布在滾子22上并且使得滾子22不會(huì)經(jīng)受過(guò)度磨損。為了簡(jiǎn)單起見(jiàn)，這些附圖示出了圓柱形滾子，但應(yīng)該注意的是，軸承可以同樣地實(shí)現(xiàn)為漸細(xì)滾子軸承，該錐形滾子軸承的每個(gè)滾道均是一段錐體，并且其中滾子具有略微漸細(xì)的錐形形狀。

在圖1中，滾子22之一已經(jīng)被本發(fā)明的軸承量規(guī)裝置1的實(shí)施例代替。軸承量規(guī)裝置1包括保持框架10，兩個(gè)測(cè)距規(guī)g1、g2已經(jīng)安裝至該保持框架。在該示例性實(shí)施例中，保持框架10具有與該保持框架所代替的滾子大體上相同的最大尺寸。滾子22容納在保持架（在附圖中未示出）中，使得每個(gè)滾子22的外端處于離豎直的滾道面一距離處。為了確保保持框架10相對(duì)于滾圈維持穩(wěn)定的定向，使用彈簧11彈簧加載保持框架11以便始終擠壓保持框架11抵靠軸承的適當(dāng)表面。在該示例性實(shí)施例中，測(cè)距規(guī)g1、g2是距離轉(zhuǎn)換器，例如dvrt式測(cè)距規(guī)或者渦流式轉(zhuǎn)換器。每個(gè)測(cè)距規(guī)g1、g2被布置成在軸承的旋轉(zhuǎn)期間始終與滾道接觸，在該情形中與外滾道210接觸。這能夠以技術(shù)人員將知道的任意適合方式實(shí)現(xiàn)。每個(gè)轉(zhuǎn)換器g1、g2被布置成使得其有效方向大體上垂直于外滾道210。然后，與規(guī)定的距離d的任意偏離將轉(zhuǎn)變成轉(zhuǎn)換器g1、g2沿其有效方向的對(duì)應(yīng)移動(dòng)。該移動(dòng)由轉(zhuǎn)換器g1、g2轉(zhuǎn)換成適當(dāng)?shù)男盘?hào)。在該軸承2中的軸承量規(guī)裝置1的之前的校準(zhǔn)允許信號(hào)被解釋為距離測(cè)量值。當(dāng)軸承2被用在風(fēng)力渦輪機(jī)中以支撐發(fā)電機(jī)時(shí)，測(cè)距規(guī)g1、g2中的一個(gè)將朝向發(fā)電機(jī)的前部并且可以被稱為“上風(fēng)測(cè)距規(guī)”，而其它測(cè)距規(guī)可以被稱為“下風(fēng)測(cè)距規(guī)”。

圖3示出了作為通過(guò)軸承的環(huán)形截面的一部分的本發(fā)明的軸承量規(guī)裝置1的另一個(gè)示圖。該示意圖示出了在代替滾子的保持框架10的任一側(cè)上的多個(gè)滾子22。滾子22和保持框架10被設(shè)置在保持架23中。第一測(cè)距規(guī)g1被布置在離軸承2的內(nèi)邊緣距離d1處，第二測(cè)距規(guī)g2被布置在離軸承的外邊緣距離d2處。距離轉(zhuǎn)換器g1、g2具有指向頁(yè)內(nèi)或指向頁(yè)外的它們的有效方向，以便當(dāng)軸承2旋轉(zhuǎn)時(shí)監(jiān)測(cè)內(nèi)滾圈200和外滾圈210之間的距離。每個(gè)測(cè)距規(guī)g1、g2有效地追蹤平行于軸承2的邊緣的圓形路徑p1、p2。為了簡(jiǎn)單起見(jiàn)，圖1-圖3的實(shí)施例示出圓柱形滾子軸承，但是該軸承同樣地也可以實(shí)現(xiàn)為漸細(xì)滾子軸承，該錐形滾子軸承的每一個(gè)滾道均是一段錐體，并且其中滾子具有略微漸細(xì)的錐形形狀。圖4以簡(jiǎn)化的形式示出了通過(guò)這樣的漸細(xì)滾子軸承4的大幅放大的橫截面圖，其示出了錐形形狀的內(nèi)套圈40和外套圈41，并且還示出了錐形形狀的漸細(xì)滾子42。軸承4可被視為在滾道上具有長(zhǎng)度l。在軸承4的一端處的距離dmax大于在軸承4的外側(cè)的距離dmin。當(dāng)用于這樣的軸承4時(shí)，本發(fā)明的軸承量規(guī)裝置的測(cè)距規(guī)將追蹤在這兩個(gè)極值之間的距離（由虛線表示）。在較大端部處的測(cè)距規(guī)將追蹤距離dl，而在較小端部處的測(cè)距規(guī)將追蹤距離ds。這些距離之間的差值一般將僅有幾微米。

回到圖3，在軸承檢測(cè)過(guò)程期間測(cè)量值m1、m2從測(cè)距規(guī)g1、g2被發(fā)送至評(píng)估模塊11。為了在軸承的完整旋轉(zhuǎn)期間使測(cè)量值m1、m2與角度值相關(guān)，評(píng)估模塊11可以提供有與測(cè)距規(guī)g1、g2的采樣率和軸承2的旋轉(zhuǎn)速度相關(guān)的數(shù)據(jù)110。替代地，霍爾效應(yīng)傳感器可以用于檢測(cè)軸承2的完整旋轉(zhuǎn)。評(píng)估模塊11能夠提供用于顯示檢測(cè)結(jié)果的輸出111，例如在下列附圖中所示。

在軸承已經(jīng)安裝至機(jī)器之前和之后，該軸承量規(guī)裝置能夠用于非常精確地測(cè)量軸承。重要的是在軸承最終安裝至機(jī)器（諸如，風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)）上之前確保軸承已經(jīng)被精確地機(jī)械加工，因?yàn)榧词箖H是非常小的缺陷隨后在機(jī)器的操作期間能夠?qū)е聡?yán)重的問(wèn)題。雙列圓柱形滾子軸承通常被構(gòu)造使得軸承套圈之一是分開(kāi)的套圈，在運(yùn)輸期間通過(guò)多個(gè)螺栓保持在一起。另一組螺栓可以用于將軸承安裝至發(fā)電機(jī)或其它機(jī)器。非常重要的是在機(jī)器開(kāi)始操作之前確保所有零件正確地且精確地對(duì)準(zhǔn)。

圖5和圖6示出了用于監(jiān)測(cè)具有分開(kāi)的內(nèi)套圈或兩件內(nèi)套圈的上述類型的雙列漸細(xì)滾子軸承的本發(fā)明軸承量規(guī)裝置的測(cè)試結(jié)果。在圖5中，當(dāng)軸承4旋轉(zhuǎn)時(shí)被監(jiān)測(cè)的距離ds被追蹤。編碼器被用于使被測(cè)量的距離值與通過(guò)360°的行程的角度路徑相關(guān)聯(lián)。上曲線50是在操作期間由監(jiān)測(cè)距離ds的測(cè)距規(guī)采集的距離值的曲線圖。理想地，該距離應(yīng)當(dāng)基本上是恒定的。測(cè)試結(jié)顯示與用于在安裝至發(fā)電機(jī)之前將分開(kāi)的內(nèi)套圈保持在一起的多個(gè)臨時(shí)螺栓有關(guān)的偏差。每個(gè)“峰值”對(duì)應(yīng)于這樣的螺栓的位置。距離ds在下界dsmin_0和上界dsmax_0內(nèi)振蕩。在測(cè)試中，上界dsmax_0在55480μm處被測(cè)量，并且下界dsmin_0在大約55460μm處被測(cè)量。

下曲線51是在用另一組螺栓將軸承安裝至發(fā)電機(jī)之后在軸承操作期間由監(jiān)測(cè)距離ds的測(cè)距規(guī)采集的距離值的曲線圖。距離ds現(xiàn)在在下界dsmin_1和上界dsmax_1內(nèi)振蕩。在測(cè)試中，上界dsmax_1在55450μm處被測(cè)量，并且下界dsmin_0在大約55430μm處被測(cè)量。這些邊界值dsmin_1、dsmax_1的每一個(gè)比其在曲線50中的對(duì)應(yīng)部分小大約30μm。在將軸承安裝至發(fā)電機(jī)并擰緊相關(guān)的螺栓之后，軸承4的內(nèi)（較小的）直徑已被有效地減小。

在圖6中，當(dāng)軸承4旋轉(zhuǎn)通過(guò)360°時(shí)被監(jiān)測(cè)的距離dl被追蹤跟蹤。此處，下曲線60是在將軸承安裝至發(fā)電機(jī)之前在軸承的操作期間由監(jiān)測(cè)距離dl的測(cè)距規(guī)采集的距離值的曲線圖。距離dl在下界dlmin_0和上界dlmax_0內(nèi)振蕩。在測(cè)試中，上界在大約58150μm處被測(cè)量，并且下界dlmin_0在大約58130μm處被測(cè)量。而且此處，被監(jiān)測(cè)的距離dl應(yīng)當(dāng)理想地呈現(xiàn)為直線。

上曲線61是在將軸承安裝至發(fā)電機(jī)之后由監(jiān)測(cè)距離dl的測(cè)距規(guī)采集的距離值的曲線圖。距離dl現(xiàn)在在下界dlmin_1和上界dlmax_1內(nèi)振蕩。在測(cè)試中，上界在大約58175μm處被測(cè)量，并且下界dlmin_0在大約58145μm處被測(cè)量。這些邊界值dlmin_1、dlmax_1比其在曲線60中的對(duì)應(yīng)值大。因此，在將螺栓擰緊之后，軸承4的外徑或較大直徑已被有效地增加。

圖5-圖6示出本發(fā)明的軸承量規(guī)裝置能夠非常有效地識(shí)別軸承中的任何缺陷或不準(zhǔn)確性，即使是在原型階段，例如，在用于新代機(jī)器的原型軸承上執(zhí)行的測(cè)試期間。這樣的變化（即使只在微米范圍內(nèi)）是明顯的，并且能夠?qū)е螺S承上的不均勻磨損。然后能夠及時(shí)（即，在進(jìn)入大規(guī)模生產(chǎn)之前）補(bǔ)救軸承中的任意這樣的缺陷或不準(zhǔn)確性。這能夠顯著地節(jié)省可能另外由于未檢測(cè)到軸承缺陷而引起的對(duì)軸承和發(fā)電機(jī)的損壞而引發(fā)的成本。

圖7是示出將螺栓擰緊至漸細(xì)滾子軸承4上的效果的另一個(gè)示意圖。每個(gè)線圖70、71表示在擰緊螺栓之后沿軸承的長(zhǎng)度l的與理想或規(guī)定的距離d0的偏離。線圖70示出了其中螺栓已被擰緊達(dá)至3300nm的扭矩的情況，這導(dǎo)致在軸承的小端處的大約30μm的壓縮δs以及在軸承的大端處的大約25μm的開(kāi)度（opening）δl。圖71示出了其中螺栓已被擰緊至4500nm的扭矩的情況，其導(dǎo)致在軸承的小端處的大約30μm的壓縮δs以及在軸承的大端處的大約30μm的開(kāi)度δl。該示意圖清楚地示出了較高的扭矩導(dǎo)致在軸承的大端處的顯著較大的“開(kāi)度”，而在每種情況中在軸承的小端處的壓縮是相同的。

圖8示出了被安裝到風(fēng)力渦輪機(jī)的發(fā)電機(jī)的雙列滾子軸承中的角度未對(duì)準(zhǔn)。第一線圖80對(duì)應(yīng)于在三個(gè)階段t1、t2、t3中在軸承的上風(fēng)側(cè)由測(cè)距規(guī)采集的測(cè)量（例如，測(cè)量圖4中所示的距離dl）。第二線圖81對(duì)應(yīng)于在軸承的下風(fēng)側(cè)由測(cè)距規(guī)采集的測(cè)量（例如，測(cè)量圖4中所示的距離ds）。y-軸表示當(dāng)通過(guò)第一組螺栓將軸承的內(nèi)套圈保持在一起以用于運(yùn)輸時(shí)與第一階段t1進(jìn)行的初始測(cè)量的以微米[μm]計(jì)的偏離。初始測(cè)量能夠是在軸承的完整旋轉(zhuǎn)期間測(cè)量的平均距離。

在第二階段t2，軸承已經(jīng)被安裝至發(fā)電機(jī)，并且安裝螺栓已經(jīng)被擰緊至第一扭矩。該示意圖示出由上風(fēng)量規(guī)和下風(fēng)量規(guī)測(cè)量的距離現(xiàn)在不同于初始測(cè)量，但相差不同的程度。

在第二階段t2，螺栓已經(jīng)被擰緊至第二的、較高的扭矩。由上風(fēng)量規(guī)和下風(fēng)量規(guī)測(cè)量的距離甚至已經(jīng)進(jìn)一步偏離初始測(cè)量。

圖7和圖8示出本發(fā)明的軸承量規(guī)裝置能夠非常有效地用于識(shí)別當(dāng)軸承安裝至其目標(biāo)機(jī)器時(shí)軸承中的變化。由量規(guī)監(jiān)測(cè)的各滾道之間的距離能夠用于識(shí)別與軸承的結(jié)構(gòu)方面相關(guān)的問(wèn)題并且能夠用作補(bǔ)救措施的基礎(chǔ)。

盡管已經(jīng)以優(yōu)選實(shí)施例及其變型的形式公開(kāi)了本發(fā)明，但是將理解的是在不脫離本發(fā)明的范圍的前提下可以對(duì)這些實(shí)施例作出許多額外的修改和改變。

為了清楚起見(jiàn)，要理解的是貫穿本申請(qǐng)的“一”或“一個(gè)”的使用不排除多個(gè)，并且“包括”并不排除其它的步驟或元件?！皢卧被颉澳K”的提及并不排除多于一個(gè)的單元或模塊的使用。