CN115654004A - 能监测滚子位置的转盘轴承及滚子位置监测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种能监测滚子位置的转盘轴承，包括套接在一起的固定套圈和旋转套圈，在固定套圈与旋转套圈之间设有安装在主推保持架中的多个主推滚子，多个主推滚子沿转盘轴承的圆周方向间隔设置，该转盘轴承还包括主推滚子监测机构，所述主推滚子监测机构具有用于确定基准位置的第一监测结构、以及用于识别所述主推滚子的第二监测结构，该主推滚子监测机构可以对主推滚子的位置进行实时监测。本发明所述的技术方案解决现有技术中转盘轴承内部滚子位置无法监测的问题，为了解转盘轴承内部滚子在不同位置的受载情况和运行状态提供技术支撑。

Description

能监测滚子位置的转盘轴承及滚子位置监测方法

技术领域

本发明涉及滚子监测诊断技术领域，尤其涉及一种能监测滚子位置的转盘轴承及滚子位置监测方法。

背景技术

近年来采用传感器内置于转盘轴承中实现对转盘轴承的状态监测、故障诊断等研究已逐渐成为主流趋势，这种内置传感器且结构特殊的滚子通常称为智能滚子，可以实现滚子载荷、滚子转速以及温度等参数的测量。由于转盘轴承工况环境复杂，置于轴承内部的智能滚子所处位置不同，其测量的受载情况和运动状态也不相同，且转盘轴承尺寸较大、滚子数目较多，内外圈通常将滚子包围形成一种封闭结构，在轴承外部无法实时获取各个滚子的具体位置。因此研究在转盘轴承运行过程中滚子的具体位置监测方法，对监测滚子特定位置的受载状态和运行情况、开展转盘轴承状态监测以及故障诊断等研究均具有重要意义。

现有技术中，采用内置传感器且结构特殊的智能滚子对轴承状态进行监测的方法，所测量的参数与滚子具体位置之间均未建立确定关系，无法获得测量参数随滚子位置的变化情况，不能体现轴承在运行过程中的受载状态和运行情况；也无法控制智能滚子在提前预设的位置进行更换、无线充电和无线传输数据，使得智能滚子的更换、供电及数据传输等环节不完善。

发明内容

本发明的目的是提供一种能监测滚子位置的转盘轴承及滚子位置监测方法，解决现有技术中转盘轴承内部滚子位置无法监测的问题，为了解转盘轴承内部滚子在不同位置的受载情况和运行状态提供技术支撑。

本发明的上述目的通过以下技术方案实现：

一种能监测滚子位置的转盘轴承，所述转盘轴承包括套接在一起的固定套圈和旋转套圈，在所述固定套圈与所述旋转套圈之间设有安装在主推保持架中的多个主推滚子，多个所述主推滚子沿所述转盘轴承的圆周方向间隔设置，所述能监测滚子位置的转盘轴承还包括主推滚子监测机构，所述主推滚子监测机构具有用于确定基准位置的第一监测结构、以及用于识别所述主推滚子的第二监测结构，所述第一监测结构包括第一标识模块和第一监测模块，所述第二监测结构包括多个第二标识模块和第二监测模块，其中：

所述第一标识模块设置在所述主推保持架上；

所述第一监测模块设置在所述固定套圈上，且能够识别到所述第一标识模块；

各所述主推滚子上均设有一个所述第二标识模块；

所述第二监测模块设置在所述固定套圈上，且能够识别到所述第二标识模块。

如上所述的能监测滚子位置的转盘轴承，进一步的，所述第一监测模块和所述第二监测模块沿所述转盘轴承的轴向方向间隔设置在所述固定套圈的径向内侧壁上。

如上所述的能监测滚子位置的转盘轴承，进一步的，所述第一监测模块与所述第二监测模块均为非接触式接近开关传感器。

如上所述的能监测滚子位置的转盘轴承，进一步的，所述主推保持架的径向外侧开设有标识安装孔，所述第一标识模块设置在所述标识安装孔内；所述第二标识模块为环形标识模块，所述环形标识模块围设在所述主推滚子的外周。

如上所述的能监测滚子位置的转盘轴承，进一步的，在所述固定套圈与所述旋转套圈之间设有安装在径向保持架内的多个径向滚子，所述能监测滚子位置的转盘轴承还包括径向滚子监测机构，所述径向滚子监测机构具有用于确定基准位置的第三监测结构、以及用于识别所述径向滚子的第四监测结构，所述第三监测结构包括第三标识模块和第三监测模块，所述第四监测结构包括多个第四标识模块和第四监测模块，其中：

所述第三标识模块设置在所述径向保持架上；

所述第三监测模块设置在所述固定套圈上，且能够识别到所述第三标识模块；

各所述径向滚子上均设有一个所述第四标识模块；

所述第四监测模块设置在所述固定套圈上，且能够识别到所述第四标识模块。

如上所述的能监测滚子位置的转盘轴承，进一步的，所述固定套圈上凹设有能容设所述径向保持架的环凹槽，所述第三监测模块和所述第四监测模块沿所述转盘轴承的径向方向间隔设置在所述环凹槽的轴向内侧壁上。

如上所述的能监测滚子位置的转盘轴承，进一步的，所述第三监测模块与所述第四监测模块均为非接触式接近开关传感器。

如上所述的能监测滚子位置的转盘轴承，进一步的，所述径向保持架的径向外侧开设有标识安装孔，所述第三标识模块设置在所述标识安装孔内；所述第四标识模块为环形标识模块，所述环形标识模块围设在所述径向滚子的外周。

如上所述的能监测滚子位置的转盘轴承，进一步的，在所述固定套圈与所述旋转套圈之间设有安装在辅推保持架内的多个辅推滚子，多个所述辅推滚子沿所述转盘轴承的圆周方向间隔设置在所述旋转套圈的轴向外侧，所述能监测滚子位置的转盘轴承还包括辅推滚子监测机构，所述辅推滚子监测机构具有用于确定基准位置的第五监测结构、以及用于识别所述辅推滚子的第六监测结构，所述第五监测结构包括第五标识模块和第五监测模块，所述第六监测结构包括多个第六标识模块和第六监测模块，其中：

所述第五标识模块设置在所述辅推保持架上；

所述第五监测模块设置在所述固定套圈上，且能够识别到所述第五标识模块；

各所述辅推滚子上均设有一个所述第六标识模块；

所述第六监测模块设置在所述固定套圈上，且能够识别到所述第六标识模块。

如上所述的能监测滚子位置的转盘轴承，进一步的，所述第五监测模块和所述第六监测模块沿所述转盘轴承的轴向方向间隔设置在所述固定套圈的径向内侧壁上。

如上所述的能监测滚子位置的转盘轴承，进一步的，所述第五监测模块与所述第六监测模块均为非接触式接近开关传感器。

如上所述的能监测滚子位置的转盘轴承，进一步的，所述辅推保持架的径向外侧开设有标识安装孔，所述第五标识模块设置在所述标识安装孔内；所述第六标识模块为环形标识模块，所述环形标识模块围设在所述辅推滚子的外周。

如上所述的能监测滚子位置的转盘轴承，进一步的，所述能监测滚子位置的转盘轴承还包括数据处理模块和显示模块，所述数据处理模块通过数据传输线分别与所述主推滚子监测机构、所述辅推滚子监测机构、以及所述径向滚子监测机构电性连接，所述数据传输线位于所述固定套圈内，所述数据处理模块用于分别处理并储存接收到的来自所述主推滚子监测机构、所述辅推滚子监测机构、以及所述径向滚子监测机构的各监测数据，所述显示模块用于显示经所述数据处理模块处理后的各监测数据。

一种转盘轴承的滚子位置监测方法，采用上述的能监测滚子位置的转盘轴承进行监测，所述滚子位置监测方法包括：

确定基准位置：在所述转盘轴承运转，且所述第一监测模块识别到所述第一标识模块的状态下，记录此时位置为所述第一标识模块对应的所述主推滚子的基准位置；

对滚子计数：在确定基准位置后，启动所述第二监测模块开始识别各所述主推滚子上的所述第二标识模块，在预设时间后，记录所述第二监测模块的计数量；

根据所述主推滚子的基准位置、所述第二监测模块的计数量、以及所述转盘轴承的所述主推滚子的数量，确定各所述主推滚子的实时位置。

与现有技术相比，本发明所述的技术方案具有以下特点和优点：

本发明所述的一种具备滚子位置感知功能的转盘轴承及其监测方法，可以实现对转盘轴承运行过程中内部滚子具体位置进行监测，对装盘轴承内部周转的滚子进行监测定位，为了解转盘轴承内部滚子受载情况和运行状态提供了技术支撑，为后续开展轴承内部故障诊断、运行维护、状态监测、寿命评估、动态性能评价以及智能滚子所涉及的更换、供电与数据传输等研究提供数据支撑和工程应用参考。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。在附图中：

图1为本发明所述能监测滚子位置的转盘轴承的一实施例的结构示意图；

图2为图1所示能监测滚子位置的转盘轴承的A部放大示意图；

图3为本发明所述能监测滚子位置的转盘轴承的另一实施例的结构示意图；

图4为图3所示能监测滚子位置的转盘轴承的B部放大示意图；

图5为本发明所述能监测滚子位置的转盘轴承的再一实施例的结构示意图；

图6为图5所示能监测滚子位置的转盘轴承的C部放大示意图。

附图标号说明：

1、旋转套圈；2、第一固定套圈；3、第二固定套圈；4、浮动环；5、压环；6、主推滚子；7、主推保持架；8、径向滚子；9、径向保持架；10、辅推滚子；11、辅推保持架；12、第一监测模块；13、第二监测模块；14、第一标识模块；15、第二标识模块；16、数据传输线；17、数据处理模块；18、显示模块；19、第三监测模块；20、第四监测模块；21、第三标识模块；22、第四标识模块；23、第五监测模块；24、第六监测模块；25、第五标识模块；26、第六标识模块；32、固定套圈；40、第一监测结构；50、第二监测结构；60、第三监测结构；70、第四监测结构；80、第五监测结构；90、第六监测结构；X、主推滚子监测机构；Y、径向滚子监测机构；Z、辅推滚子监测机构。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施例。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

实施方式一

本发明提供一种能监测滚子位置的转盘轴承，如图1和图2所示，该转盘轴承包括相互套接的固定套圈32和旋转套圈1，在固定套圈32与旋转套圈1之间设有安装在主推保持架7上的多个主推滚子6，多个主推滚子6沿转盘轴承的圆周方向间隔设置在旋转套圈1的轴向内侧，其中，能监测滚子位置的转盘轴承还包括主推滚子监测机构X，主推滚子监测机构X具有用于确定基准位置的第一监测结构40、以及用于识别所述主推滚子的第二监测结构50，第一监测结构40包括第一标识模块14和第一监测模块12，第二监测结构50包括多个第二标识模块15和第二监测模块13，其中：

第一标识模块14设置在主推保持架7上；

第一监测模块12设置在固定套圈32上，且能够识别到所述第一标识模块14；

各主推滚子6上均设有一个第二标识模块15；

第二监测模块13设置在固定套圈32上，且能够识别到所述第二标识模块15。

本发明所述的能监测滚子位置的转盘轴承，通过在固定套圈32和旋转套圈1之间设置可以用于监测主推滚子6位置的主推滚子监测机构X，可以通过监测的数据对主推滚子6的位置进行监测，根据滚子内部传感器实时传出的滚子受载情况和运行状态，结合本发明的主推滚子监测机构X实时跟踪转盘轴承内部主推滚子6在各个位置的受载情况和运行状态，及早发现主推滚子6是否出现异常，精准控制主推滚子6至某特定位置等。

具体的，如图1和图2所示，图1为本发明所述的能监测滚子位置的转盘轴承的滚子位置的截面结构示意图，图2为图1的A部位放大示意图。转盘轴承包括固定套圈32和旋转套圈1，在本实施例中，固定套圈32为该转盘轴承的外圈，位于转盘轴承的外部，包括相互配合的第一固定套圈2和第二固定套圈3，第一固定套圈2与旋转套圈1之间形成有安装主推保持架7的间隙，主推保持架7及其上的多个主推滚子6安装在该间隙中，同时第一固定套圈2上固定连接有压环5，该压环5与第一固定套圈2和旋转套圈1配合实现对主推保持架7的固定；旋转套圈1为该转盘轴承的内圈，位于转盘轴承的内部。本实施例中，位于转盘轴承内部的旋转套圈1可相对位于转盘轴承外部的固定套圈32转动地设置，当然在其它实施例中，固定套圈32和旋转套圈1的位置可互换，也即位于转盘轴承内部的套圈可为固定套圈32，位于转盘轴承外部的套圈可为旋转套圈1，在此不做限定。

本发明中，多个主推滚子6安装在主推保持架7内，沿转盘轴承的圆周方向间隔设置，当转盘轴承运行时，主推滚子6随主推保持架7沿转盘轴承的轴线进行周转，同时主推滚子6自身在主推保持架7内自转。主推滚子监测机构X位于主推滚子6与第一固定套圈2之间，其中，第一标识模块14位于主推保持架7上，第一监测模块12位于第一固定套圈2上，且安装在与主推保持架7上的第一标识模块14相对应的位置上，在旋转套圈1相对固定套圈32转动的状态下，第一监测模块12可以对应识别第一标识模块14；每个主推滚子6上均设有一个第二标识模块15，第二监测模块13位于第一固定套圈2上，且安装在与主推滚子6上的第一标识模块14相对应的位置上，在旋转套圈1相对固定套圈32转动的状态下，第二监测模块13可以对应识别每个主推滚子6上的第二标识模块15。

根据本发明的一个实施方式，如图1所示，第一监测模块12和第二监测模块13沿转盘轴承的轴向方向间隔设置在固定套圈32的径向内侧壁上。

具体的，第一监测模块12与第二监测模块13的安装位置在转盘轴承的轴向方向上有一定距离，确保二者不相互干涉，从而使得第一监测模块12能有效识别第一标识模块14，第二监测模块13能有效识别第二标识模块15。

进一步的，第一监测模块12与第二监测模块13在固定套圈32上的安装位置位于同一截面上。当第一监测模块12识别到第一标识模块14时，即可将此识别定义为零位或基准，此时，第二监测模块13识别到的第一个主推滚子6计数为一，在转盘轴承不断地运转过程中，依次识别的第二个主推滚子6计数为二，以此类推，根据主推滚子6的总数目，可计算出两个主推滚子6之间的夹角，再结合识别的零位与主推滚子6的个数，即可获取主推滚子6转过的角度及具体位置。

根据本发明的一个实施方式，第一监测模块12与第二监测模块13均为非接触式接近开关传感器，该非接触式接近开关传感器可以在第一标识模块14或第二标识模块15分别靠近第一监测模块12或第二监测模块13时被识别。

根据本发明的一个实施方式，如图1所示，主推保持架7的径向外侧开设有标识安装孔，第一标识模块14设置在标识安装孔内；第二标识模块15为环形标识模块，环形标识模块围设在主推滚子6的外周。第二标识模块15采用环形结构，可保证主推滚子6在发生自转时也能被识别到。

具体的，第一标识模块14可以采用在主推保持架7的外侧面的中心位置处开一个具有一定深度的小孔并将其放置在该小孔中，当第一标识模块14与固定套圈32上对应位置处的第一监测模块12靠近时能够被识别。由于主推滚子6发生周转的同时还会发生自转，第二标识模块15采用环形结构，使得主推滚子6发生自转时也可以被识别到；当然，在其他实施例中，主推滚子6本身也可作为第二标识模块15，当金属材质的主推滚子6经过固定套圈32上对应的第二监测模块13时可以被识别到。

根据本发明的一个实施方式，如图3和图4所示，本发明所述的能监测滚子位置的转盘轴承在固定套圈32与旋转套圈1之间设有安装在径向保持架9内的多个径向滚子8，能监测滚子位置的转盘轴承还包括径向滚子监测机构Y，径向滚子监测机构Y具有用于确定基准位置的第三监测结构60、以及用于识别径向滚子8的第四监测结构70，第三监测结构60包括第三标识模块21和第三监测模块19，第四监测结构70包括多个第四标识模块22和第四监测模块20，其中：

第三标识模块21设置在径向保持架9上；

第三监测模块19设置在固定套圈32上，且能够识别到所述第三标识模块21；

各径向滚子8上均设有一个第四标识模块22；

第四监测模块20设置在固定套圈32上，且能够识别到所述第四标识模块22。

本发明通过在固定套圈32和旋转套圈1之间设置可以用于监测径向滚子8位置的径向滚子监测机构Y，可以通过监测的数据对径向滚子8的位置进行监测，根据滚子内部传感器实时传出的滚子受载情况和运行状态，结合本发明的径向滚子监测机构Y实时跟踪转盘轴承内部径向滚子8在各个位置的受载情况和运行状态，及早发现径向滚子8是否出现异常，精准控制径向滚子8至某特定位置等。

具体的，图3为本发明所述的能监测滚子位置的转盘轴承的滚子位置的剖面结构示意图，图4为图3的B部放大示意图。径向滚子8安装在径向保持架9内，随径向保持架9沿转盘轴承的周向进行旋转，同时径向滚子8自转，径向滚子8的自转中心轴与主推滚子6的自转中心轴垂直，在本实施例中，径向滚子8位于旋转套圈1和第一固定套圈2之间，径向滚子监测机构Y安装在径向滚子8和第一固定套圈2之间。其中，第三标识模块21位于径向保持架9上，第三监测模块19位于第一固定套圈2上，且安装在与径向保持架9上的第三标识模块21相对应的位置上，在旋转套圈1相对固定套圈32转动的状态下，第三监测模块19可以对应识别第三标识模块21；每个径向滚子8上均设有一个第四标识模块22，第四监测模块20位于第一固定套圈2上，且安装在与径向滚子8上的第四标识模块22相对应的位置上，在旋转套圈1相对固定套圈32转动的状态下，第四监测模块20可以对应识别每个径向滚子8上的第四标识模块22。

根据本发明的一个实施方式，固定套圈32上凹设有能容设径向保持架9的环凹槽，第三监测模块19和第四监测模块20沿转盘轴承的径向方向间隔设置在环凹槽的轴向内侧壁上。

具体的，第三监测模块19与第四监测模块20的安装位置在转盘轴承的轴向方向上有一定距离，确保二者不相互干涉，从而使得第三监测模块19能有效识别第三标识模块21，第四监测模块20能有效识别第四标识模块22。

进一步的，第三监测模块19与第四监测模块20在固定套圈32上的安装位置位于同一截面上。当第三监测模块19识别到第三标识模块21时，即可将此识别定义为零位或基准，此时，第四监测模块20识别到的第一个径向滚子8计数为一，在转盘轴承不断地运转过程中，依次识别的第二个径向滚子8计数为二，以此类推，根据径向滚子8的总数目，可计算出两个径向滚子8之间的夹角，再结合识别的零位与径向滚子8的个数，即可获取径向滚子8转过的角度及具体位置。

根据本发明的一个实施方式，第三监测模块19与第四监测模块20均为非接触式接近开关传感器，该非接触式接近开关传感器可以在第三标识模块21或第四标识模块22分别靠近第三监测模块19和第四监测模块20时进行识别。

根据本发明的一个实施方式，径向保持架9的径向外侧开设有标识安装孔，第三标识模块21设置在标识安装孔内；第四标识模块22为环形标识模块，环形标识模块围设在径向滚子8的外周。第四标识模块22采用环形结构，可保证径向滚子8在发生自转时也能被识别到。

具体的，第三标识模块21可以采用在径向保持架9的外侧面的中心位置处开一个具有一定深度的小孔并将其放置在该小孔中，当第三标识模块21与固定套圈32上对应位置处的第三监测模块19靠近时能够被识别。由于径向滚子8发生周转的同时还会发生自转，第四标识模块22采用环形结构，使得径向滚子8发生自转时也可以被识别到；当然，在其它实施例中，径向滚子8本身也可作为第四标识模块22，当金属材质的径向滚子8经过固定套圈32上对应的第四监测模块20时可以被识别到。

根据本发明的一个实施方式，如图5和图6所示，本发明所述的能监测滚子位置的转盘轴承在固定套圈32与旋转套圈1之间设有安装在辅推保持架11内的多个辅推滚子10，多个辅推滚子10沿转盘轴承的圆周方向间隔设置在旋转套圈1的轴向外侧，能监测滚子位置的转盘轴承还包括辅推滚子监测机构Z，辅推滚子监测机构Z包括具有用于确定基准位置的第五监测结构80、以及用于识别辅推滚子10的第六监测结构90，第五监测结构80包括第五标识模块25和第五监测模块23，第六监测结构90包括多个第六标识模块26和第六监测模块24，其中：

第五标识模块25设置在辅推保持架11上；

第五监测模块23设置在固定套圈32上，且能够识别到所述第五标识模块25；

各辅推滚子10上均设有一个第六标识模块26；

第六监测模块24设置在固定套圈32上，且能够识别到所述第六标识模块26。

本发明所述的能监测滚子位置的转盘轴承，通过在固定套圈32和旋转套圈1之间设置可以用于监测辅推滚子10位置的辅推滚子监测机构Z，可以通过监测的数据对辅推滚子10的位置进行监测，根据滚子内部传感器实时传出的滚子受载情况和运行状态，结合本发明的辅推滚子监测机构Z实时跟踪转盘轴承内部辅推滚子10在各个位置的受载情况和运行状态，及早发现辅推滚子10是否出现异常，精准控制辅推滚子10至某特定位置等。

具体的，图5为本发明所述的能监测滚子位置的转盘轴承的滚子位置的剖面结构示意图，图6为图5的C部位放大示意图。辅推滚子10安装在辅推保持架11内，随辅推保持架11沿转盘轴承的周向进行旋转，同时辅推滚子10自转，辅推滚子10的自转中心轴与主推滚子6的自转中心轴平行，在本实施例中，辅推滚子10位于旋转套圈1和第二固定套圈3之间，辅推滚子10与第二固定套圈3之间连接有浮动环4，该浮动环4用于调节转盘轴承的位移。辅推滚子监测机构Z安装在辅推滚子10和第二固定套圈3之间。其中，第五标识模块25位于辅推保持架11上，第五监测模块23位于第二固定套圈3上，且安装在与辅推保持架11上的第五标识模块25相对应的位置上，在旋转套圈1相对固定套圈32转动的状态下，第五监测模块23可以对应识别第五标识模块25；每个辅推滚子10上均设有一个第六标识模块26，第六监测模块24位于第二固定套圈3上，且安装在与辅推滚子10上的第六标识模块26相对应的位置上，在旋转套圈1相对固定套圈32转动的状态下，第六监测模块24可以对应识别每个辅推滚子10上的第六标识模块26。

根据本发明的一个实施方式，第五监测模块23和第六监测模块24沿转盘轴承的轴向方向间隔设置在固定套圈32的径向内侧壁上。

具体的，第五监测模块23与第六监测模块24的安装位置在转盘轴承的轴向方向上有一定距离，确保二者不相互干涉，从而使得第五监测模块23能有效识别第五标识模块25，第六监测模块24能有效识别第六标识模块26。

进一步的，第五监测模块23与第六监测模块24在固定套圈32上的安装位置位于同一截面上。当第五监测模块23识别到第五标识模块25时，即可将此识别定义为零位或基准，此时，第六监测模块24识别到的第一个辅推滚子10计数为一，在转盘轴承不断地运转过程中，依次识别的第二个辅推滚子10计数为二，以此类推，根据辅推滚子10的总数目，可计算出两个辅推滚子10之间的夹角，再结合识别的零位与辅推滚子10的个数，即可获取辅推滚子10转过的角度及具体位置。

根据本发明的一个实施方式，第五监测模块23与第六监测模块24均为非接触式接近开关传感器，该非接触式接近开关传感器可以在第五标识模块25或第六标识模块26分别靠近第五监测模块23和第六监测模块24时被识别。

根据本发明的一个实施方式，辅推保持架11的径向外侧开设有标识安装孔，第五标识模块25设置在标识安装孔内；第六标识模块26为环形标识模块，环形标识模块围设在辅推滚子10的外周。第六标识模块26采用环形结构，可保证辅推滚子10在发生自转时也能被识别到。

具体的，第五标识模块25可以采用在辅推保持架11的外侧面的中心位置处开一个具有一定深度的小孔并将其放置在该小孔中，当第五标识模块25与固定套圈32上对应位置处的第五监测模块23靠近时能够被识别。由于辅推滚子10发生周转的同时还会发生自转，第六标识模块26采用环形结构，使得辅推滚子10发生自转时也可以被识别到；当然，在其它实施例中，辅推滚子10本身也可作为第六标识模块26，当金属材质的辅推滚子10经过固定套圈32上对应的第六监测模块24时可以被识别到。

根据本发明的一个实施方式，如图1所示，本发明所述能监测滚子位置的转盘轴承还包括数据处理模块17和显示模块18，数据处理模块17通过数据传输线16与主推滚子监测机构X、辅推滚子监测机构Z、以及径向滚子监测机构Y电性连接，数据传输线16位于固定套圈32内，数据处理模块17用于处理并储存接收到的来自主推滚子监测机构X、辅推滚子监测机构Z、以及径向滚子监测机构Y的各监测数据，显示模块18用于显示经数据处理模块17处理后的各监测数据。

该第一监测模块12、第二监测模块13、第三监测模块19、第四监测模块20、第五监测模块23以及第六监测模块24将所有的监测数据通过数据传输线16传输到外部的数据处理模块17，最终将处理后的数据实时显示在显示模块18上，实现对转盘轴承内部滚子具体位置的实时监测。

具体的，如图1所示，数据处理模块17处于轴承外部，能够处理并存储接收到第一监测模块12、第二监测模块13、第三监测模块19、第四监测模块20、第五监测模块23以及第六监测模块24的所有监测数据。显示模块18处于轴承外部，能够实时显示处理后的监测数据，实时监测轴承内部滚子的具体位置；进一步的，可以通过精确建立监测轴承的三维模型，再结合所监测的数据，将轴承内部滚子的具体位置通过图像和数据相结合的方式更直观具体地显示出来。

实施方式二

如图1至图6所示，本发明还提供一种转盘轴承的滚子位置监测方法，该监测方法采用上述的能监测滚子位置的转盘轴承进行监测，滚子位置监测方法包括：

确定基准位置：在所述转盘轴承运转，且所述第一监测模块12识别到所述第一标识模块14的状态下，记录此时位置为所述第一标识模块14对应的所述主推滚子6的基准位置；

对滚子计数：在确定基准位置后，启动所述第二监测模块13开始识别各所述主推滚子6上的所述第二标识模块15，在预设时间后，记录所述第二监测模块13的计数量；

根据所述主推滚子6的基准位置、所述第二监测模块13的计数量、以及所述转盘轴承的所述主推滚子6的数量，确定各所述主推滚子6的实时位置。

具体的，在确定基准位置的步骤中，转盘轴承处于运行状态，第一标识模块14跟随主推保持架7发生旋转，当第一标识模块14靠近固定套圈32上的第一监测模块12时，第一监测模块12自动计数一次并记录数据，将此位置作为测量滚子位置的基准位置。

在对滚子计数的步骤中，主推保持架7发生转动，各主推滚子6及位于各主推滚子6上的第二标识模块15跟随主推保持架7一起发生转动，当第二标识模块15靠近固定套圈32上的第二监测模块13时，第二监测模块13自动计数一次并记录数据，也即第二监测模块13识别的第一个主推滚子6计数为一，识别的第二个主推滚子6计数为二，依次类推，由此可得到在预设监测时间内经过第二监测模块13的主推滚子6数目。

由于各主推滚子6均匀分布于转盘轴承的圆周方向，且各个主推滚子6之间有一定间隔，根据主推滚子6的总数目，可计算出两个主推滚子6之间的夹角，再结合识别的基准位置与主推滚子6的个数，即可获取主推滚子6转过的角度及具体位置。

第一监测模块12、第二监测模块13将所有的监测数据通过数据传输线16传输到外部的数据处理模块17，最终将处理后的数据实时显示在显示模块18上，实现对转盘轴承内部主推滚子6具体位置的监测。

在本发明的实施例中，由于主推滚子6均匀分布于转盘轴承的圆周方向，根据转盘轴承所含主推滚子6的总数目n可知两主推滚子6之间的角度间隔θ为360/n，定义第一标识模块14处对应的主推滚子6为编号1，顺时针方向数第i个主推滚子6的编号为i，主推滚子6的位置角定义为滚子中心线与第一监测模块12安装中心轴线在径向平面内顺时针方向的夹角，当第一监测模块12识别到第一标识模块14时，编号为1的主推滚子6的位置角

编号为i的主推滚子6位置角

此时第二监测模块13开始计数，每识别到一次第二标识模块15，则第二监测模块13计数一次，当转盘轴承旋转t秒后，第二监测模块13计数为m，由此可知主推保持架7的旋转角度为α＝(m-1)×θ，此时编号为1的主推滚子6的位置角

编号为i的主推滚子6的位置角

由此可以实现对主推滚子6位置的监测。

进一步的，本发明所述实施例中的径向滚子8也可以通过径向滚子监测机构Y采用上述监测方法实现对径向滚子8的位置进行监测；更进一步，本发明所述实施例中的辅推滚子10也可以通过辅推滚子监测机构Z采用上述监测方法实现对辅推滚子10的位置进行监测，在此不在进行重复说明。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (14)

1.一种能监测滚子位置的转盘轴承，所述转盘轴承包括套接在一起的固定套圈和旋转套圈，在所述固定套圈与所述旋转套圈之间设有安装在主推保持架中的多个主推滚子，多个所述主推滚子沿所述转盘轴承的圆周方向间隔设置，其特征在于，所述能监测滚子位置的转盘轴承还包括主推滚子监测机构，所述主推滚子监测机构具有用于确定基准位置的第一监测结构、以及用于识别所述主推滚子的第二监测结构，所述第一监测结构包括第一标识模块和第一监测模块，所述第二监测结构包括多个第二标识模块和第二监测模块，其中：

所述第一标识模块设置在所述主推保持架上；

所述第一监测模块设置在所述固定套圈上，且能够识别到所述第一标识模块；

各所述主推滚子上均设有一个所述第二标识模块；

所述第二监测模块设置在所述固定套圈上，且能够识别到所述第二标识模块。

2.根据权利要求1所述的能监测滚子位置的转盘轴承，其特征在于，所述第一监测模块和所述第二监测模块沿所述转盘轴承的轴向方向间隔设置在所述固定套圈的径向内侧壁上。

3.根据权利要求2所述的能监测滚子位置的转盘轴承，其特征在于，所述第一监测模块与所述第二监测模块均为非接触式接近开关传感器。

4.根据权利要求1所述的能监测滚子位置的转盘轴承，其特征在于，所述主推保持架的径向外侧开设有标识安装孔，所述第一标识模块设置在所述标识安装孔内；所述第二标识模块为环形标识模块，所述环形标识模块围设在所述主推滚子的外周。

5.根据权利要求1所述的能监测滚子位置的转盘轴承，其特征在于，在所述固定套圈与所述旋转套圈之间设有安装在径向保持架内的多个径向滚子，所述能监测滚子位置的转盘轴承还包括径向滚子监测机构，所述径向滚子监测机构具有用于确定基准位置的第三监测结构、以及用于识别所述径向滚子的第四监测结构，所述第三监测结构包括第三标识模块和第三监测模块，所述第四监测结构包括多个第四标识模块和第四监测模块，其中：

所述第三标识模块设置在所述径向保持架上；

所述第三监测模块设置在所述固定套圈上，且能够识别到所述第三标识模块；

各所述径向滚子上均设有一个所述第四标识模块；

所述第四监测模块设置在所述固定套圈上，且能够识别到所述第四标识模块。

6.根据权利要求5所述的能监测滚子位置的转盘轴承，其特征在于，所述固定套圈上凹设有能容设所述径向保持架的环凹槽，所述第三监测模块和所述第四监测模块沿所述转盘轴承的径向方向间隔设置在所述环凹槽的轴向内侧壁上。

7.根据权利要求5所述的能监测滚子位置的转盘轴承，其特征在于，所述第三监测模块与所述第四监测模块均为非接触式接近开关传感器。

8.根据权利要求5所述的能监测滚子位置的转盘轴承，其特征在于，所述径向保持架的径向外侧开设有标识安装孔，所述第三标识模块设置在所述标识安装孔内；所述第四标识模块为环形标识模块，所述环形标识模块围设在所述径向滚子的外周。

9.根据权利要求5所述的能监测滚子位置的转盘轴承，其特征在于，在所述固定套圈与所述旋转套圈之间设有安装在辅推保持架内的多个辅推滚子，多个所述辅推滚子沿所述转盘轴承的圆周方向间隔设置在所述旋转套圈的轴向外侧，所述能监测滚子位置的转盘轴承还包括辅推滚子监测机构，所述辅推滚子监测机构具有用于确定基准位置的第五监测结构、以及用于识别所述辅推滚子的第六监测结构，所述第五监测结构包括第五标识模块和第五监测模块，所述第六监测结构包括多个第六标识模块和第六监测模块，其中：

所述第五标识模块设置在所述辅推保持架上；

所述第五监测模块设置在所述固定套圈上，且能够识别到所述第五标识模块；

各所述辅推滚子上均设有一个所述第六标识模块；

所述第六监测模块设置在所述固定套圈上，且能够识别到所述第六标识模块。

10.根据权利要求9所述的能监测滚子位置的转盘轴承，其特征在于，所述第五监测模块和所述第六监测模块沿所述转盘轴承的轴向方向间隔设置在所述固定套圈的径向内侧壁上。

11.根据权利要求9所述的能监测滚子位置的转盘轴承，其特征在于，所述第五监测模块与所述第六监测模块均为非接触式接近开关传感器。

12.根据权利要求9所述的能监测滚子位置的转盘轴承，其特征在于，所述辅推保持架的径向外侧开设有标识安装孔，所述第五标识模块设置在所述标识安装孔内；所述第六标识模块为环形标识模块，所述环形标识模块围设在所述辅推滚子的外周。

13.根据权利要求9所述的能监测滚子位置的转盘轴承，其特征在于，所述能监测滚子位置的转盘轴承还包括数据处理模块和显示模块，所述数据处理模块通过数据传输线分别与所述主推滚子监测机构、所述辅推滚子监测机构、以及所述径向滚子监测机构电性连接，所述数据传输线位于所述固定套圈内，所述数据处理模块用于分别处理并储存接收到的来自所述主推滚子监测机构、所述辅推滚子监测机构、以及所述径向滚子监测机构的各监测数据，所述显示模块用于显示经所述数据处理模块处理后的各监测数据。

14.一种转盘轴承的滚子位置监测方法，其特征在于，采用如权利要求1所述的能监测滚子位置的转盘轴承进行监测，所述滚子位置监测方法包括：

确定基准位置：在所述转盘轴承运转，且所述第一监测模块识别到所述第一标识模块的状态下，记录此时位置为所述第一标识模块对应的所述主推滚子的基准位置；

对滚子计数：在确定基准位置后，启动所述第二监测模块开始识别各所述主推滚子上的所述第二标识模块，在预设时间后，记录所述第二监测模块的计数量；

根据所述主推滚子的基准位置、所述第二监测模块的计数量、以及所述转盘轴承的所述主推滚子的数量，确定各所述主推滚子的实时位置。

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