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1、(10)申请公布号 CN 104335024 A (43)申请公布日 2015.02.04 C N 1 0 4 3 3 5 0 2 4 A (21)申请号 201380025017.6 (22)申请日 2013.03.27 61/637,568 2012.04.24 US 61/637,523 2012.04.24 US G01M 13/04(2006.01) F16C 41/00(2006.01) G05B 23/02(2006.01) G07C 3/00(2006.01) (71)申请人 SKF公司 地址瑞典哥德堡 (72)发明人 K.汉密尔顿 B.默里 (74)专利代理机构北京市柳沈律师。
2、事务所 11105 代理人郝娟君 (54) 发明名称 轴承监控方法和系统 (57) 摘要 一种用于监控轴承(12)的方法包括以下步 骤：使用至少一个传感器(14)、例如载荷传感器， 获得有关一个或更多个影响所述轴承(12)剩余 寿命的因子的数据。所述至少一个传感器(14)包 括声发射传感器和温度传感器。所述方法还包括 以下步骤：获得唯一地识别所述轴承(12)的识别 数据(16)，使用工业无线协议自至少一个传感器 (14)传送数据和/或将数据传送到至少一个传 感器(14)，以及，将所述的有关一个或更多个影 响所述轴承(12)剩余寿命的因子的数据和所述 识别数据(16)作为已记录的数据记录在数据库。
3、 (20)中。 (30)优先权数据 (85)PCT国际申请进入国家阶段日 2014.11.13 (86)PCT国际申请的申请数据 PCT/EP2013/056495 2013.03.27 (87)PCT国际申请的公布数据 WO2013/160061 EN 2013.10.31 (51)Int.Cl. 权利要求书2页 说明书7页 附图2页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书2页 说明书7页 附图2页 (10)申请公布号 CN 104335024 A CN 104335024 A 1/2页 2 1.一种用于监控轴承(12)的方法，包括以下步骤： 使用至少一个传感。
4、器(14)获得有关一个或更多个影响所述轴承(12)剩余寿命的因子 的数据， 其特征在于，所述至少一个传感器(14)包括声发射传感器和温度传感器，并且所述方 法还包括以下步骤： 获得唯一地识别所述轴承(12)的识别数据(16)， 使用工业无线协议自至少一个传感器(14)传送数据和/或将数据传送至至少一个传 感器(14)，以及 将所述的有关一个或更多个影响所述轴承(12)剩余寿命的因子的数据和所述识别数 据(16)作为已记录的数据记录在数据库(20)中。 2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述至少一个传感器(14)还包括载荷传 感器。 3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述工业。
5、无线协议基于 IEE802.15.4。 4.根据前述权利要求的任一项所述的方法，其特征在于，所述至少一个传感器(14)附 连于所述轴承(12)的内环(28)或外环(30)。 5.根据前述权利要求的任一项所述的方法，其特征在于，所述的获得有关一个或更多 个影响轴承(12)剩余寿命的因子的数据的步骤在以下时期的其中一个的至少部分时间内 实行：在所述轴承的制造期间、在所述轴承的制造以后并且在所述轴承的使用以前、在所述 轴承的使用期间、在所述轴承(12)没有在使用中的时期、在所述轴承(12)的运输期间。 6.根据前述权利要求的任一项所述的方法，其特征在于，所述的有关一个或更多个影 响所述轴承(12)剩。
6、余寿命的因子的数据包括有关以下至少其中之一的量级和/或严重性 数据：振动、温度、滚动接触力/应力、高频率应力波、润滑剂状态、滚动表面损坏、运行速 度、负载的载荷、润滑状态、湿度、接触湿气或离子流体、受到机械震动、腐蚀、疲劳损坏、磨 损。 7.根据前述权利要求的任一项所述的方法，其特征在于，所述的获得所述识别数据 (16)的步骤包括从与所述轴承(12)相关的可机读识别器获得所述识别数据(16)。 8.根据前述权利要求的任一项所述的方法，其特征在于，电子装置被用在所述的将所 述数据记录在数据库(20)中的步骤里。 9.根据前述权利要求的任一项所述的方法，其特征在于，它包括使用所述已记录的数 据和数。
7、学的剩余寿命预测模型预测所述轴承(12)的剩余寿命的步骤。 10.根据前述权利要求的任一项所述的方法，其特征在于，所述轴承(12)是滚动元件 轴承(12)。 11.一种计算机程序产品，其特征在于，它包括计算机程序，所述计算机程序包含计算 机程序编码装置，配置用于使计算机或处理器执行存储在计算机可读媒介或载波上的根据 前述权利要求中的任一项所述的方法的步骤。 12.一种用于监控轴承(12)的系统(10)包括： 至少一个传感器(14)，其配置用于获得有关一个或更多个影响所述轴承(12)剩余寿 命的因子的数据， 权 利 要 求 书CN 104335024 A 2/2页 3 其特征在于，所述至少一个传。
8、感器(14)包括声发射传感器和温度传感器，并且所述系 统还包括： 至少一个识别传感器(14)，其配置用于获得唯一地识别所述轴承(12)的识别数据 (16)， 传送装置，其配置成用工业无线协议自至少一个传感器(14)传送数据和/或将数据传 送至至少一个传感器(14)，以及 数据处理单元(18)，其配置用于将所述的有关一个或更多个影响所述轴承(12)剩余 寿命的因子的数据和所述识别数据(16)作为已记录的数据记录在数据库(20)中。 13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述至少一个传感器(14)还包括载荷 传感器。 14.根据权利要求12或13所述的系统(10)，其特征在于，所述工业无线。
9、协议基于 IEE802.15.4。 15.根据权利要求12至14中的任一项所述的系统(10)，其特征在于，所述至少一个传 感器(14)附连于所述轴承(12)的内环(28)或外环(30)。 16.根据权利要求12至15中的任一项所述的系统(10)，其特征在于，配置用于获得有 关一个或更多个影响所述轴承(12)剩余寿命的因子的数据的所述的至少一个传感器(14) 被配置成在以下时期的其中一个的至少部分时间内获得所述数据：在所述轴承的制造期 间、在所述轴承的制造以后并且在所述轴承的使用以前、在所述轴承的使用期间、在所述轴 承(12)没有在使用中的时期、在所述轴承(12)的运输期间。 17.根据权利要求。
10、12至16的任一项所述的系统(10)，其特征在于，所述的有关一个或 更多个影响所述轴承(12)剩余寿命的因子的数据包括有关以下至少其中之一的量级和/ 或严重性数据：振动、温度、滚动接触力/应力、高频率应力波、润滑剂状态、滚动表面损坏、 运行速度、负载的载荷、润滑状态、湿度、接触湿气或离子流体、受到机械震动、腐蚀、疲劳损 坏、磨损。 18.根据权利要求12至17的任一项所述的系统(10)，其特征在于，所述至少一个识别 传感器(14)包括配置用于从与所述轴承(12)相关的可机读识别器获得所述识别数据(16) 的读取机。 19.根据权利要求12至18中的任一项所述的系统(10)，其特征在于，所述数据。
11、处理单 元(18)配置用于电子地记录所述数据。 20.根据权利要求12至19的任一项所述的系统(10)，其特征在于，它包括预测单元 (22)，其配置为用所述已记录的数据和数学的剩余寿命预测模型预测所述轴承(12)的剩 余寿命。 21.根据权利要求12至20中的任一项所述的系统(10)，其特征在于，所述轴承(12) 是滚动元件轴承(12)。 权 利 要 求 书CN 104335024 A 1/7页 4 轴承监控方法和系统 技术领域 0001 本发明涉及用于监控轴承的方法、系统和计算机程序产品。 背景技术 0002 轴承经常用在关键性的应用中，它们在使用中的故障会对于最终用户造成重大的 商业损失。。
12、因此，能够预测轴承的剩余寿命是很重要的，从而计划干预、在某种程度上避免 使用中的故障，同时使得出问题的机械停止工作以替换轴承所带来的损失最小化。 0003 滚动元件轴承的剩余寿命通常由运作使用中的交变应力造成的运作表面的疲劳 决定。滚动元件轴承的疲劳失效由滚动元件表面和相应的轴承座圈表面的累计的剥落或点 蚀引起。剥落和点蚀可导致一个或更多个滚动元件的咬死，这会依次产生过多的热量、压力 和摩擦。 0004 按照与它们所应用到的应用中的预期工作类型一致的计算出或预测出的剩余平 均寿命，轴承被选择用于特殊的应用。轴承剩余寿命长度可以通过考虑速度、载荷、润滑条 件等标称运行条件预测出。例如，所谓的“L。
13、-10寿命”是平均寿命时长，在这段时长内至少 90的特定组的轴承在特定载荷条件下仍将工作。但是，由于若干原因，这种寿命预测对于 维护计划来说被认为是不足的。 0005 一个原因在于实际运作条件可能与标称条件完全不同。另一个原因在于，轴承的 剩余寿命可能在根本上被短期事件或未计划事件、例如过载、润滑失效、安装误差等危及。 而另一个原因在于，即使在使用中精确复制了标称运作条件，疲劳过程固有的随机特性也 会在大致上相同的轴承的实际剩余寿命方面引起的大的统计学变化。 0006 为了改进维护计划，常见做法是监控与运作使用中轴承所受到的振动和温度相关 的物理量的值，从而能够检测即将发生的失效的最初迹象。这。
14、种监控通常被称作“状态监 控”。 0007 状态监控带来多方面的益处。第一个益处是用户以受控的方式被警告轴承状态上 的恶化，由此使得商业影响最小化。第二个益处是状态监控帮助识别不好的安装或不好的 操作实践，例如未对准、不平衡、高振动等，如果不做校正将减少轴承的剩余寿命。 0008 欧洲专利申请公开EP 1164550描述了状态监控系统的实例，该系统用于监控情 况，例如在机器部件、例如轴承中是否存在反常。 发明内容 0009 本发明的目的是提供一种用于监控轴承的改进的方法。 0010 该目的通过一种包括以下步骤的方法实现：使用包括声发射(AE)传感器和温度 传感器的至少一个传感器获得有关一个或更。
15、多个影响所述轴承剩余寿命的因子的数据、获 得唯一地识别所述轴承的识别数据、使用工业无线协议自至少一个传感器传送数据和/或 将数据传送至至少一个传感器，以及，将所述的有关一个或更多个影响所述轴承剩余寿命 的因子的数据和所述识别数据作为已记录的数据记录在数据库中。根据本发明所述的实施 说 明 书CN 104335024 A 2/7页 5 方式，至少一个传感器还包括载荷传感器。 0011 这样的方法可用来提供可能导致轴承损坏的退化的润滑状态的早期预警，和/或 可能指示对于轴承的滚道表面的肉眼可见的损坏(例如由不平衡、未对准、碰撞、疲劳或摩 擦引起)的振动的早期预警，和/或可能指示导致轴承咬死的故障最。
16、后阶段的温度的早期 预警。 0012 根据本发明的实施方式，所述工业无线协议基于IEE802.15.4。IEE802.15.4是详 细说明了用于低传输率个人无线区域网(LR-WPANs)的物理层和介质入口(media access) 控制的标准。它由电气和电子工程师协会(IEEE)802.15工作组维护。 0013 根据本发明的实施方式，所述至少一个传感器附连于所述轴承的内环或外环。 0014 根据本发明的实施方式，所述的获得有关一个或更多个影响轴承剩余寿命的因子 的数据的步骤在以下时期的其中一个的至少部分时间内实行：在所述轴承的制造期间、在 所述轴承的制造以后并且在所述轴承的使用以前、在所述。
17、轴承的使用期间、在所述轴承没 有在使用中的时期、在所述轴承的运输期间。 0015 根据本发明的另一实施方式，所述的有关一个或更多个影响所述轴承剩余寿命的 因子的数据包括有关以下至少其中之一的量级和/或严重性数据：振动、温度、滚动接触力 /应力、高频率应力波、润滑剂状态、滚动表面损坏、运行速度、负载的载荷、润滑状态、湿度、 接触湿气或离子流体、受到机械震动、腐蚀、疲劳损坏、磨损。 0016 根据本发明的又一实施方式，所述的获得所述识别数据的步骤包括从与所述轴承 相关的可机读识别器获得所述识别数据。 0017 根据本发明的实施方式，电子装置被用在所述的将所述数据记录在数据库中的步 骤里。 0018。
18、 根据本发明的又一实施方式，所述方法包括使用所述已记录的数据和数学的剩余 寿命预测模型预测所述轴承的剩余寿命的步骤(即，用于预测它何时需要或期待维修、更 换或翻新(重新制造)轴承)。这种方法允许在提供了轴承历史和用量的全面审视的信息 的基础之上进行轴承剩余寿命的定量预测。有关影响轴承剩余寿命的一个或更多个因子的 数据得到累积，然后使用轴承的历史记录和数学的剩余寿命预测模型来预测在其寿命周期 中任一点的它的剩余寿命。随着更多数据的积累，剩余寿命预测可以在其寿命周期的任一 后续点被更新。 0019 根据本发明的又一实施方式，所述方法包括改变用于预测轴承剩余寿命的数学的 剩余寿命预测模型的一个或更多。
19、个参数、或者改变用于预测轴承剩余寿命的数学的剩余寿 命预测模型选择的步骤。相同的轴承可关于其剩余寿命期间的不同时间的不同寿命循环模 型被评估。例如，在轴承的重新翻新之前和之后所使用的寿命循环模型可以不同，如果它用 于其中的应用是不同的情况下。改变模型不是问题，因为轴承的完整的历史是已知的且在 轴承的唯一的识别数据下是可获得的。 0020 根据本发明的实施方式，轴承是滚动元件轴承。滚动轴承可以是圆柱滚子轴承、球 形滚子轴承、圆环滚子轴承、锥形滚子轴承、圆锥滚子轴承或滚针轴承中的任一种。 0021 本发明还涉及一种计算机程序产品，它包括计算机程序，所述计算机程序包含计 算机程序编码装置，配置用于使。
20、计算机或处理器执行存储在计算机可读媒介或载波上的根 据本发明前述任一种实施方式中所述的方法的步骤。 说 明 书CN 104335024 A 3/7页 6 0022 本发明还涉及一种用于监控轴承的系统，该系统包括：至少一个传感器，其配置用 于获得有关一个或更多个影响所述轴承剩余寿命的因子的数据。该系统还包括：包括声发 射传感器和温度传感器的至少一个识别传感器，其配置用于获得唯一地识别所述轴承的识 别数据；传送装置，其配置成用工业无线协议自至少一个传感器传送数据和/或将数据传 送至至少一个传感器；以及数据处理单元，其配置用于将所述的有关一个或更多个影响所 述轴承剩余寿命的因子的数据和所述识别数据作。
21、为已记录的数据记录在数据库中。根据本 发明所述的实施方式，至少一个传感器还包括载荷传感器。 0023 根据本发明的实施方式，所述工业无线协议基于IEE802.15.4。 0024 根据本发明的另一实施方式，所述至少一个传感器附连于所述轴承的内环或外 环。 0025 根据本发明的实施方式，所述的配置用于获得有关一个或更多个影响所述轴承剩 余寿命的因子的数据的至少一个传感器被配置成在以下时期的其中一个的至少部分时间 内获得所述数据：在所述轴承的制造期间、在所述轴承的制造以后并且在所述轴承的使用 以前、在所述轴承的使用期间、在所述轴承没有在使用中的时期、在所述轴承的运输期间。 这样可以创建轴承的完整。
22、历史记录。因此，由于在轴承整个寿命期间累积剩余寿命数据，从 它制造一开始直至现在，在它寿命周期任一点都可以能够关于单独轴承剩余寿命进行更准 确的预测。根据所应用的特定的数学寿命周期模型，最终用户被通知包括建议何时更换或 翻新轴承的相关信息。 0026 根据本发明的另一实施方式，所述的有关一个或更多个影响所述轴承剩余寿命的 因子的数据包括有关以下至少其中之一的量级和/或严重性数据：振动、温度、滚动接触力 /应力、高频率应力波、润滑剂状态、滚动表面损坏、运行速度、负载的载荷、润滑状态、湿度、 接触湿气或离子流体、受到机械震动、腐蚀、疲劳损坏、磨损。 0027 根据本发明的又一实施方式，所述至少一个。
23、识别传感器包括配置用于从与所述轴 承相关的可机读识别器获得所述识别数据的读取机。在其制造期间可机读识别器可应用于 轴承。 0028 根据本发明的实施方式，所述数据处理单元配置用于电子地记录所述数据。 0029 根据本发明另一实施方式，系统包括预测单元，预测单元配置为使用已记录的数 据和数学的剩余寿命预测模型预测轴承的剩余寿命。 0030 根据本发明的又一实施方式，随着新数据由至少一个传感器获得并且/或者被数 据处理单元记录，预测单元被配置为使用数学的剩余寿命预测模型和新数据更新剩余寿命 预测，新数据涉及影响轴承剩余寿命的一个或更多个因子和/或涉及一个或更多个相似或 大致上相同的轴承。 0031。
24、 根据本发明的实施方式，轴承是滚动元件轴承。滚动轴承可以是圆柱滚子轴承、球 形滚子轴承、圆环滚子轴承、锥形滚子轴承、圆锥滚子轴承或滚针轴承中的任一种。 0032 根据本发明所述的方法、系统和计算机程序产品可被用来监测用在机动车、航空、 铁路、采矿业、风力、海洋、金属制造和其它机械应用中的至少一个轴承的剩余寿命，这些应 用要求高耐磨性和/或增加的疲劳和抗张强度。 附图说明 说 明 书CN 104335024 A 4/7页 7 0033 参考附图，通过非限制性的实例，将在下文中进一步解释本发明，其中： 0034 图1表示根据本发明实施方式所述的系统， 0035 图2是表示根据本发明实施方式的方法的。
25、步骤的流程图，以及 0036 图3表示滚动元件轴承，其剩余寿命可使用根据本发明的实施方式所述的系统或 方法预测。 0037 应当注意的是，附图不是按比例绘制，并且出于清楚起见，某些特征的尺寸被夸大 了。 0038 此外，只要没有冲突存在，本发明的一个实施方式的任何特征可与本发明的任何 其它实施方式的任何其它特征组合。 0039 具体实施方式图1表示在轴承12使用期间用于监控它们的系统10。图示实施方 式表示两个滚动元件轴承12，但是，根据本发明所述的系统10可用于预测任何类型的、并 且不需要具有相同类型或大小的一个或更多个轴承12的剩余寿命。系统10包括多个传感 器14，传感器包括声发射传感器。
26、和温度传感器以及可选地载荷传感器，配置用于获得有关 一个或更多个影响每个轴承12的剩余寿命的因子的数据。至少一个传感器14可与轴承12 结合，它可被附连到轴承的内环或外环或者附连到轴承壳体，它可被放置在轴承12附近或 距离轴承远程地放置。来自一个轴承12的数据可使用一个或更多个传感器14自动地获取。 0040 滚动接触力例如可通过载荷传感器14的应变传感器记录，该载荷传感器14位于 轴承外环的外表面或侧面上，或是轴承内环的内表面或内侧面上。这样的应变传感器可以 是电阻式的、压电式的、压阻式的或微机电系统式(MEMS)的，或者利用嵌入在轴承12内的 光学纤维的拉伸。 0041 传感器14可嵌入在。
27、轴承环中或在外部地附连于轴承壳体从而监控润滑剂状态。 润滑剂可能以若干方式被污染物降级。例如，由于其含水率或腐蚀材料(例如，酸、盐等) 的夹带，润滑剂膜也许未能保护轴承12免受腐蚀。作为另一个实例，润滑剂膜可能被对于 轴承滚道有磨蚀作用的固体材料污染。润滑剂膜也可能受到过量的载荷、润滑剂的低粘度 或润滑剂被颗粒材料污染、或者润滑剂的缺乏的危害。在润滑膜不起作用的情况下，润滑膜 的状态可通过检测传播通过轴承环和周围结构的高频率应力波来评估。 0042 高频率应力波伴随着少量材料在非常短时期内的突然移位。当发生碰撞、疲劳裂 纹、擦伤或磨损时，可在轴承中产生高频率应力波。绝对运动传感器，例如加速计、。
28、声发射传 感器或超声波传感器，可以被用来检测这样的高频率应力波并且由此提供重要的信息，协 助故障检测和严重性估计。由于高应力波包的离散和衰减，理想的是将传感器尽量地靠近 起始点放置。因此，传感器可放在靠近轴承壳体的位置或是放在轴承壳体上，优选地放在负 载区域。 0043 此外，润滑油膜可能受到过量载荷、润滑剂的低粘度或润滑剂被微粒材料污染、或 者缺乏润滑剂危害。如果润滑油膜这样受到危害，高频率波将通过轴承的滚动接触发出。因 此，在润滑油膜不起作用的情况下，通过检测传播通过轴承环和周围结构的高频率应力波， 可以评估出润滑油膜的状态。 0044 系统10还包括至少一个识别传感器，配置用于获得唯一地。
29、识别每个轴承12的识 别数据16。识别数据16可从与轴承12相关联的可机读识别器获得，并且优选地设置在轴 承12本身上从而使其属于轴承12，即使轴承12被移动到不同的位置或轴承12被翻新。这 说 明 书CN 104335024 A 5/7页 8 样的机读识别器的实例是被雕刻、粘合、物理结合、或其它方式地固定到轴承的标记，或是 位于轴承上的凸起或其它变形的样式。这样的识别器可机械地、光学地、电子地或其它方式 地通过机器可读。识别数据16例如可以是牢固地附连于轴承12的序列号或电子设备、例 如射频识别(RFID)标签。RFID标签的电路可接收它的来自入射的电磁辐射的动力，所述入 射的电磁辐射由外部。
30、源产生，例如数据处理单元18或由数据处理单元18控制的另外的设 备(未示出)。 0045 至少一个数据处理单元18可选地预处理来自传感器14的识别数据16和信号。信 号可以被变换、重定格式或另外地被处理从而产生代表检测到的量级的使用寿命数据。至 少一个数据处理单元18例如可被配置成使用数据简化方法论。例如，数字时域波形可由每 个传感器捕获并且通过快速傅里叶变换(FFT)分析转换成频域。除了光谱分析，时域波形 转换到自相关函数可在诊断方面提供很大的协助。自相关允许分析者确定在应力波分析波 形内的占优势的周期性事件。这样做使得波形可被整理，从而允许分析者了解对于所述波 形来说哪个源头是主要影响因素。
31、。 0046 数据使用工业无线协议被传送至至少一个传感器14或自至少一个传感器14传 送。数据可在传感器14之间和/或传感器和系统10的另一部件之间传递，所述另一部件 例如是数据处理单元18、数据库20或者在系统10外部的部件。 0047 如果采用合适的无线通信协议，例如IEEE802.15.4中所描述的，那么安装在点上 的新轴承将宣告其存在并且出于该目的而开发的软件将通信其唯一的数字身份。然后合适 的数据库功能使该身份和位置与轴承先前的历史联系起来。 0048 这样的识别数据16使得轴承12的最终用户或供应者能够验证特定的轴承是真实 商品还是伪造产品。非法的轴承制造商例如可能试图通过提供以虚。
32、假商标包装的、次等的 轴承欺骗最终用户或原始设备制造商(OEM)，从而给出一种轴承是来自可靠来源的正品的 印象。用旧的轴承可能被翻新然后贩卖并且没有它们已被翻新的提示，并且旧的轴承可能 被清理、抛光并且贩卖，而买家无法得知轴承的实际使用时间。但是假如给予轴承虚假的身 份，根据本发明所述的系统数据库的检查可显露出差异。例如，伪造产品的身份将不会出现 在数据库中，或者在其识别数据名义下获得的剩余寿命数据将与被检查的虚假的轴承不一 致。根据本发明所述的系统的数据库，指示出每个合法轴承的使用时间以及该轴承是否被 翻新过。由此，根据本发明所述的系统可帮助轴承的鉴定。 0049 所述系统10包括至少一个数。
33、据处理单元18，配置用于将有关一个或更多个影响 每个轴承12的剩余寿命的因子的数据和识别数据16作为已记录的数据电子记录在数据库 20中。 0050 数据库20可由轴承12的制造商维护。因此，成批的相似或大致上相同的轴承12 的每一个轴承12可被追踪到。在数据库20中收集的整批轴承12的剩余寿命数据使得制造 商能够推断出进一步的信息，例如关于使用类型或环境相对剩余寿命变化率之间的关系， 从而进一步改进对于最终用户的服务。 0051 数据库20可包括在轴承的制造以后和在轴承12的运输期间从至少一个传感器14 获得的数据。至少一个传感器14(不一定要与轴承12使用中时所利用的至少一个传感器 14相。
34、同)可以登记在这期间轴承受到的力的量级、化学物的种类和浓度、潮湿的程度等。 0052 该系统还可选地包括预测单元22，配置用于使用已记录的数据和数学的剩余寿命 说 明 书CN 104335024 A 6/7页 9 预测模型预测每个轴承12的剩余寿命。 0053 应当注意的是，不是所有的系统10的部件都必须要位于轴承12附近。系统10的 部件可通过有线或无线的方式、或者两者结合的方式通信，并且位于任何合适的位置。例 如，包含已记录的数据20和多个数学的剩余寿命预测模型25的数据库可位于远程位置并 且通过例如服务器24与至少一个数据处理单元18通信，所述数据处理单元18与轴承12 位于相同或不同的。
35、地方。 0054 至少一个数据处理单元18可选地预处理来自传感器14的识别数据16和信号。信 号可以被变换、重定格式或另外地被处理从而产生代表检测到的量级的使用寿命数据。至 少一个数据处理单元18例如可布置成通过通信网络，例如电信网络或因特网与识别数据 16和剩余寿命数据通信。服务器24可将数据记入数据库20同时与识别数据16相关联，由 此通过久而久之累积使用寿命数据来建立轴承12的历史。 0055 应当指出的是，至少一个数据处理单元18、预测单元22和/或数据库20不必须要 是分开的单元，而是可以任何合适的方式组合。例如，个人电脑可被用于执行涉及本发明的 方法。 0056 传感器14被配置用。
36、于获得有关一个或更多个影响所述轴承12剩余寿命的因子的 数据。例如，传感器14可配置用于获得有关以下至少其中之一的量级和/或严重性数据： 振动、温度、滚动接触力/应力、高频率应力波、润滑剂状态、滚动表面损坏、运行速度、负载 的载荷、润滑状态、湿度、接触湿气或离子流体、受到机械震动、腐蚀、疲劳损坏、磨损。 0057 传感器14可配置成在以下时期的其中一个的至少部分时间内获得所述数据：在 所述轴承的制造期间、在所述轴承的制造以后并且在所述轴承的使用以前、在所述轴承的 使用期间、在所述轴承没有在使用中的时期、在所述轴承的运输期间。数据可周期性地、大 致上持续地、随机地、应要求地、或在任何合适时间获得。
37、。此外，数据处理单元18可从例如 用户或轴承的制造商、从除了系统的其中一个传感器14之外的源头获得有关一个或更多 个影响轴承12剩余寿命的因子的数据。 0058 这样可以创建轴承的完整历史记录。因此，由于在轴承整个寿命期间累积剩余寿 命数据，从它制造一开始直至现在，在它寿命周期任一点都可以能够关于单独轴承剩余寿 命进行更准确的预测。根据所应用的特定的数学寿命周期模型，最终用户被通知包括建议 何时更换或翻新轴承的相关信息。 0059 根据本发明的实施方式，预测单元22可配置成使用涉及一个或更多个相似或大 致上相同的轴承12的数据预测轴承12或轴承类型的剩余寿命，例如使用从多个轴承收集 的数据，例。
38、如长期的和/或基于相似或大致上相同轴承的测试进行的记录。由此可得到轴 承12或轴承的类型的平均剩余寿命。 0060 随着新数据由至少一个传感器14获得并且/或者被数据处理单元18记录，预测 单元22可被配置为使用数学的剩余寿命预测模型和新数据更新剩余寿命预测，新数据涉 及影响轴承12剩余寿命的一个或更多个因子和/或涉及一个或更多个相似或大致上相同 的轴承12。这样的更新可周期性地、大致上连续地、随意地应要求地进行或者在任何合适的 时候进行。 0061 系统10可被布置成基于唯一地识别轴承12的数据16、从例如存储在数据库25中 的多个数学的剩余寿命预测模型中选择特定的剩余寿命预测模型。预测单元。
39、22可另外地、 说 明 书CN 104335024 A 7/7页 10 或可替代地配置成接收有关以下至少其中之一的输入：数学的剩余寿命预测模型的一个或 更多个参数、来自例如用户或另一预测单元的数学的剩余寿命预测模型选择。 0062 一旦已经进行了轴承12的轴承状况评估和剩余寿命的预测26，它可能在用户界 面上显示，并且/或者发送给用户、轴承制造商、数据库和/或另外的预测单元22。关于通 过系统10建议何时维护、更换或翻新一个或更多个被监控的轴承12以及轴承状况的通知 可以任何合适方式进行，例如通过通信网络、邮件或电话、信件、传真、警报信号或者拜访制 造商代表。 0063 轴承12的轴承状况评估。
40、或剩余寿命的预测26可用于告知用户他/她何时应该更 换轴承12。当干涉成本(包括劳力、材料以及例如设备产出的损失)通过暗含在继续运行 的风险成本方面的减少而被证明是正确的，对更换轴承12的干涉被证明是正确的。风险成 本可计算为一方面在使用中故障的概率以及另一方面由于这种使用中的故障引起的财务 损失的乘积。 0064 根据本发明的实施方式，所述系统可配置用于从例如用户获得有关轴承12剩余 寿命的数据，并且用于将该数据与轴承12的剩余寿命预测26一起发送到数学的剩余寿命 预测模型开发者，从而可以进行数学的剩余寿命预测模型的改进或者改变。 0065 图2表示根据本发明实施方式所述的方法的步骤。所述方。
41、法包括以下步骤：获 得唯一地识别轴承的识别数据，使用包括声发射传感器、温度传感器和载荷传感器的至少 一个传感器获得有关影响轴承剩余寿命的一个或更多个因子的数据，记录该数据并且可 选地使用已记录的数据和数学的剩余寿命预测模型预测轴承剩余寿命。使用例如基于 IEE802.15.4的工业无线协议，数据被传送到至少一个传感器和/或从至少一个传感器被 传送，该传感器获得有关影响轴承剩余寿命的一个或更多个因子的数据和/或识别数据。 通过至少一个传感器所得到的数据、识别数据、已记录的数据和/或剩余寿命预测也可使 用例如基于IEE802.15.4的工业无线协议，被传达到系统的任何其它部件或系统之外、到 用户和。
42、/或轴承制造商。 0066 应当理解的是，这些步骤并不必需要按照图2所示的顺序实行，而是可以任何合 适的顺序实行。例如，识别数据可以在有关影响轴承剩余寿命的一个或更多个因子的任何 数据被获得和/或储存之前被记录。在任何合适的时间，用于进行轴承寿命预测的数学的 剩余寿命预测模型可被选择或改变并且预测可被更新。 0067 图3示意性地表示可使用根据本发明所述的系统和方法监控的轴承12的实例。图 3表示滚动元件轴承12，包括内环28、外环30和成组的滚动元件32。可以使用根据本发明 的实施方式所述的系统和方法监控的轴承12的内环28和/或外环30，可以具有任何大小 并且具有任何承载能力。内环28和/或外环30例如可以具有直至几米的直径以及直至数 千吨的承载能力。 0068 在权利要求范围内的本发明的进一步的修改对于技术人员来说是明显的。即使权 利要求指向用于监控轴承的方法、系统和计算机程序产品，这样的方法、系统和计算机程序 可被用于预测旋转机械，例如齿轮的一些其它部件。 说 明 书CN 104335024 A 10 1/2页 11 图1 说 明 书 附 图CN 104335024 A 11 2/2页 12 图2 图3 说 明 书 附 图CN 104335024 A 12 。