发明内容
[0003] 本发明提出一种自供电监测的滚动轴承，本发明采用的实施方案是：本发明提出一种自供电监测的滚动轴承，包括内圈、外圈、滚动体一、摆轴、滚动体二、摆圈、压环、压电振子、端盖、传感器、电路板及定位环；外圈内壁上的隔板将外圈的内腔隔成左腔和右腔；隔板上安装有电路板和传感器，电路板置于左腔内；左腔的端部经螺钉安装有端盖，端盖的止口将带有上卡槽和下卡槽的定位环压接在左腔内；右腔内经滚动体一安装有内圈，滚动体一为滚珠、圆柱滚子或圆锥滚子。
[0004] 摆轴的一端设有带有环槽的半轴，另一端设有同轴的大轴台和小轴台，大轴台靠近半轴的一侧设有轴肩；半轴的倾斜轴线与小轴台的水平轴线的交点位于环槽的对称中心所在的半轴的横截面上，倾斜轴线与水平轴线在同一平面内的夹角为轴倾角，轴倾角为锐角；摆轴的大轴台和小轴台分别套在隔板的内孔和内圈的内孔中，大轴台经螺钉与内圈相互连接，大轴台与隔板的内孔间隙配合，小轴台与内圈的内孔过渡配合；隔板置于轴肩和内圈之间。
[0005] 摆圈经滚动体二安装在半轴上，滚动体二置于环槽内，半轴转动时摆圈绕半轴的轴向摆动；摆圈的外缘上下两侧都经螺钉和压环安装有压电振子，压电振子和传感器经不同的导线组与电路板相连。压电振子为由基板与其一侧粘接的压电片构成的单晶梁、或由基板与其两侧粘接的压电片构成的双晶梁，基板的厚度为压电振子总厚度的一半；压电振子的自由端置于定位环的上卡槽或下卡槽内。
[0006] 工作中，摆轴及内圈随主轴转动，摆圈及压电振子不转动，摆轴经滚动体二与摆圈产生相对转动并迫使摆圈产生沿半轴轴向的往复摆动，摆圈再迫使压电振子产生往复弯曲变形并将机械能转换成电能，所生成的电能经电路板上的转换电路处理后供给传感器，传感器实时地获得轴承温度、转速或振动参数，再经电路板上的发射单元发射出去。
[0007] 压电振子为单晶梁时，压电振子的固定端的基板与压电片的粘接面位于环槽的对称中心所在的半轴的横截面上；工作中，当摆轴转动使摆圈上方向左的摆动量和摆圈下方向右的摆动量最大时，压电振子的变形量最大；此后，摆圈的摆动量及压电振子的变形量随摆轴转动逐渐减小，摆轴转过180度时摆圈的摆动量及压电振子的变形量达到最小，至此完成压电振子的一次完整激励；为避免压电片因受过大压应力损毁，工作过程中需确保：
[0008] ①压电振子仅向使压电片承受压应力的方向变形，如：上方压电振子的基板始终与上卡槽左侧接触、下方压电振子的基板始终与下卡槽右侧壁接触，故需上方压电振子的基板和下方压电振子的压电片靠近压环安装；
[0009] ②压电振子的最大变形量小于其许用值、最小变形量大于零，如：摆圈逆时针方向摆动到极限位置时压电振子的变形量小于其许用值、摆圈顺时针方向摆动到极限位置时压电振子的变形量大于零，故需使上卡槽位于摆圈中心点的右侧、下卡槽位于摆圈中心点的*左侧，且需满足：RtanQ‑h/cosQ≤x≤(δ‑h‑RsinQ)/cosQ，其中：x为摆圈中心点与其相邻的上卡槽或下卡槽侧壁间的轴向距离，R为定位环的内腔半径，Q为轴倾角，即Q为半轴的倾斜*
轴线 与小 轴台 的水 平 轴线间 的夹 角 ，δ 为压电 振子的 许 用变 形量 ，h为基板的厚度，β＝Em/Ep，Em和Ep分
别为基板和压电片的杨氏模量，k31和 分别为压电材料的机电耦合系数和许用压应力，L为压电振子可弯曲部分的长度， η为与胶层厚度
有关的修正系数。
[0010] 压电振子为双晶梁时，压电振子i的固定端的基板厚度方向的对称中心位于环槽的对称中心所在的半轴的横截面上，即上卡槽和下卡槽的轴向宽度方向的对称中心面与摆圈宽度方向的对称中心面重合。工作中，摆轴转动使摆圈上下两侧的轴向摆动量最大时，压电振子的弯曲变形量最大，压电振子两侧的压电片分别承受最大的压应力和最大的拉应力；此后，压电振子的变形量及两侧压电片所受应力随摆轴转动逐渐减小，摆轴转过90度时压电振子无变形、各压电片所受应力值都为零；摆轴进一步转动时，压电振子反向变形且变形量逐渐增加，摆轴转过180度时摆圈的摆动量及压电振子的变形量再度达到最大，至此完成一次激励。为避免压电片因受过大拉应力损毁，工作过程中需确保：压电振子的最大变形*量小于其许用值，即(R‑L)tanQ≤δ，其中，R为定位环的内腔半径，Q为轴倾角，即Q为半轴的*
倾斜轴线与小轴台的水平轴线间的夹角，δ 为压电振子的许用变形量，
h为基板的厚度，β＝Em/Ep，Em和Ep分
别为基板和压电片材料的杨氏模量，k31和 分别为压电材料的机电耦合系数和许用拉应力，L为压电振子可弯曲部分的长度， η为与胶
层厚度有关的修正系数。
[0011] 优势与特色：结构及激励过程简单、无电磁干扰、无接触冲击和噪音；各转速下压电振子为等幅激励，压电片仅承受量值可控的应力，故可靠性高、有效频带宽、发电与供电能力强。
