一种基于智能滚子的应变测量结构

本申请涉及轴承智能滚子应变监测，具体为一种基于智能滚子的应变测量结构。

背景技术：

1、实现对轴承滚子所受载荷的实时监测，对于预防设备突发故障、开展预测性维护具有重要的工程价值。在现有的智能滚子技术中，常见的实现方式是将滚子设计为空心圆筒状结构，并在滚子的内壁直接粘贴应变片。通过单片机等嵌入式系统采集应变片因变形引起的电阻变化，将其转换为电压信号，再经信号处理与算法反推，最终得到滚子所受的载荷信息。部分研究还尝试在滚子内部集成无线传输模块，以实现应变数据的远程采集。

2、然而，上述直接在空心滚子内壁粘贴应变片的技术方案在实际应用中仍存在明显不足。首先，滚子内壁空间狭小，应变片的粘贴操作极为不便，难以保证粘贴位置的精度和粘贴质量的稳定性，且容易在固化过程中产生气泡或偏移。其次，应变片的信号导线在滚子内部缺乏有效的固定与引导结构，导线容易与滚子内壁发生摩擦、挤压，甚至在高转速或振动环境下被磨损或折断，导致信号中断或测量失效。此外，应变片与滚子内壁直接贴合的方式，使得应变片在装配过程中容易受到挤压损坏，进一步降低了系统的可靠性和成品率。

技术实现思路

1、本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种基于智能滚子的应变测量结构，本申请通过设置独立的环形弹性元件及预置凹槽和走线槽，解决了直接在滚子内壁粘贴应变片难度大、导线走线不便的问题，具有结构简单、易于装配、导线固定可靠且可灵活调整监测位置的优势。

2、为实现上述目的，本申请提供如下技术方案：

3、一种基于智能滚子的应变测量结构，包括智能滚子和轴承滚子，轴承滚子的内部沿其轴线方向设置有通孔，所述智能滚子安装在轴承滚子的通孔内部；

4、所述智能滚子包括环形弹性元件；

5、所述环形弹性元件的外周面上开设有至少一道环形凹槽；

6、所述环形凹槽的内部安装有多个应变片；

7、所述环形凹槽的两侧分别开设有多个走线槽；

8、所述应变片的导线经由所述走线槽引出。

9、在一些实施例中，所述环形弹性元件与轴承滚子内部的通孔采用过渡配合。

10、在一些实施例中，多个所述应变片环形均布在所述环形凹槽的槽底。

11、在一些实施例中，所述轴承滚子的通孔内设置有电池、单片机电路板和射频发射芯片。

12、在一些实施例中，所述电池、单片机电路板和射频发射芯片均通过柔性缓冲垫固定在通孔的内部，所述应变片与单片机电路板电连接。

13、与现有技术相比，本申请至少具备以下有益效果：

14、1、本申请通过设置独立的环形弹性元件，并在其外周面开设环形凹槽以安装应变片，将应变片的粘贴与固定从狭小的轴承滚子内壁转移至独立的环形弹性元件上，极大地降低了操作难度，保证了粘贴位置精度与质量一致性；同时，环形凹槽的侧壁能够有效保护应变片，避免在装配过程中受到挤压或磕碰，从而提高了系统的成品率与长期工作可靠性。

15、2、在环形凹槽两侧设置走线槽，使得应变片的导线能够沿预设路径有序引出，避免了导线在滚子内部自由移动、摩擦或挤压。即使在高速旋转或强振动工况下，导线也能被可靠限位，不易被折断，从而显著降低了信号中断或测量失效的风险，保证了应变数据的连续、准确采集。

16、本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

1.一种基于智能滚子的应变测量结构，其特征在于，包括智能滚子（2）和轴承滚子，轴承滚子的内部沿其轴线方向设置有通孔，所述智能滚子（2）安装在轴承滚子的通孔内部；

2.根据权利要求1所述的基于智能滚子的应变测量结构，其特征在于：所述环形弹性元件（23）与轴承滚子内部的通孔采用过渡配合。

3.根据权利要求1所述的基于智能滚子的应变测量结构，其特征在于：多个所述应变片（22）环形均布在所述环形凹槽（24）的槽底。

4.根据权利要求1所述的基于智能滚子的应变测量结构，其特征在于：所述轴承滚子的通孔内设置有电池（4）、单片机电路板（5）和射频发射芯片（3）。

5.根据权利要求4所述的基于智能滚子的应变测量结构，其特征在于：所述电池（4）、单片机电路板（5）和射频发射芯片（3）均通过柔性缓冲垫固定在通孔的内部，所述应变片（22）的导线（21）与单片机电路板（5）电连接。