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在許多工程設備的應用上，獲取部件在轉動或軸向移動時的準確信息是非常重要的。而隨著各種行業生產流程正追求更高程度的自動化，精確的運動控制也變得越來越重要。此外，為降低生產成本，制造商也需要一個整體的解決方案，以設計出更加輕巧簡單的結構(→圖1)，例如通過傳感器軸承單元，可以得到以下信號：

1.轉動圈數

2.速度

3.轉動方向

4.相對位置/計數

5.加速度或減速度

SKF傳感器軸承單元

SKF傳感器軸承單元(→圖2)是機電合一體化的裝置，包含了傳感器和軸承領域的技術。實際上，這種軸承單元是一種用途廣泛的球軸承和屏蔽式傳感器的結合體。傳感器的主體、脈沖圈和軸承是以機械方式互相連接，組成一個可以現成安裝的裝置。

SKF設計的專利傳感器軸承單元，是一個簡單和堅固的裝置，組成部分包括：

·SKF探索者深溝球軸承

·SKF有源傳感器

SKF傳感器軸承單元是一種特殊設計的裝置，可以用作電機和機械控制中的增量式編碼器。它特別適用于異步電動機的控制，因為這種編碼器可以準確可靠的提供出大多數異步電動機控制時所需要的編碼信號。這種單元適用于內圈轉動和外圈固定的應用，但亦可根據要求，提供用于內圈固定和外圈轉動的設計，例如運輸帶系統中的應用。有關詳細信息、請向SKF查詢。

SKF探索者深溝球軸承

SKF探索者深溝球軸承適用于高轉速的應用，而且堅固耐用，并無需經常維護。這種軸承不僅可以承受相當的徑向負荷，還能同時承受軸向負荷，并用作固定端軸承，在兩個方向上作軸向定位。此外，這種軸承還有高精度、低噪聲和低摩擦等特點。有效的密封和預裝有高質量的潤滑脂，能提供軸承終身潤滑，而且無需維護。

SKF有源傳感器裝置

SKF傳感器軸承單元內的有源傳感器，設計緊湊和堅固，功能有如一個增量式編碼器。它可以在零速及零速以上提供精確的測量。其主要組件包括脈沖圈和帶連接電纜的傳感器主體。復合式的磁化脈沖圈連接在軸承的內圈上。根據不同的軸承尺寸，分成若干數量的南北極。每一轉能輸出32至80個脈沖信號。

傳感器主體是采用SKF的專利技術安裝在軸承的外圈上。傳感器主體有兩個位置相反的感應元件，可以用來確定轉動的方向。在一個很小型的集成電路中包含了作為激發元件的霍爾發生器，以及用作信號放大和轉換的電子電路。通過施密特觸發器將霍爾傳感器產生的模擬正弦信號放大和轉換為方形波信號(→圖3)，根據超前的信號便可確定轉動的方向。

兩個傳感器可以提供雙倍數量的脈沖，以標準軸承一個傳感器能提供64個脈沖計算，即每一轉可提供128個脈沖。在計算脈沖的上升邊和下降邊沿時，最高可得到每轉256個脈沖，即相應的分辨率為1,4度。

有源傳感器需要外接電源并通過集電極開路電路將信號輸出。

 一般資料和數據

設計

SKF傳感器軸承單元(→圖4)包括以下組件：

·SKF探索者深溝球軸承，一側帶RS1接觸式密封，外圈帶止動環槽(a)

·磁脈沖圈(b)

·傳感器主體(c)

·連接電纜(d)

軸承帶密封圈的另一側，脈沖圈和傳感器主體形成一個有效的迷宮式密封。脈沖圈是一個復合磁圈，根據不同的軸承尺寸，有一定數量的南北極(在32至80之間)。脈沖圈連接裝在軸承的內圈上。

傳感器主體內有兩個嵌入式的霍爾感應器，并安裝在軸承的外圈上，這方面是SKF的一項專利技術。連接電纜往徑向方向伸出，標準長度約500mm。為了配合與其它電子裝置之間不同的連接方式，SKF傳感器軸承單元(→圖5)能提供三種不同的設計：

·設計1：無連接插頭

·設計2：AMP Superseal連接插頭，AMP Nos.282106-1和282404-1

·設計3：AMP Mate-N-Lock連接插頭，AMP Nos.350779-1，350811-1和350924-1

尺寸

SKF傳感器軸承單元是基于62系列的SKF探索者深溝球軸承，直徑符合ISO 15:1998標準，但由于軸承的一側連接著傳感器，因此寬度稍大于標準的軸承。

公差

根據不同的軸承尺寸，SKF傳感器軸承單元內的軸承根據P5公差(d≤25mm)或P6公差(d≥30mm)制造，公差范圍符合ISO 492:2002標準，參見在129頁和130頁的表7和表8。

內部游隙

SKF傳感器軸承單元的標準徑向內部游隙為C3，符合ISO 5753:1991標準中深溝球軸承的規定。徑向內部游隙范圍列在產品表中，僅適用于未安裝和無測量負荷的軸承。

允許轉速

SKF傳感器軸承單元的允許轉速符合相應于密封軸承的極限轉速。如果傳感器軸承單元需要在高于產品表中的極限轉速下運行，請先向SKF查詢。

運行溫度范圍

SKF傳感器軸承單元經過長時間的驗試，適用工作溫度范圍在-40至+120℃之間。如果需要長時間在超過+120℃或最高達到+150℃的溫度下運作，請先向SKF查詢。

電氣接口數據

有源傳感器需要在5至24V之間的穩定電壓下才可以工作，并通過一個集電極開電路將信號輸出(→圖6)。在供電電壓與輸出信號之間加上一個電阻，可以將輸出電流限制在20mA以下(→958頁的表1)。信號輸出的特性可參見958頁的表2。

電磁兼容性

SKF傳感器軸承單元可以在符合歐洲標準EN50082-2所描述的電磁環境下運作。

 傳感軸承尺寸的選擇

傳感器軸承單元的應用

在支承一根軸時，通常需要兩個軸承；一個固定端軸和一個浮動端軸承。由于SKF傳感器軸承單元主要用作固定端軸承，在軸的另一端需要由一個浮動端軸承支承。如果SKF傳感器軸承單元需要承受作用在兩個方向的重負荷，在安裝時，應將較重的軸向負荷作用在軸承裝有傳感器的另一側。

徑向定位

根據一般的公差配合，內圈與軸之間應為過盈配合，而外圈與軸承座之間應為間隙配合。由于軸承單元的連接電纜往徑向方向伸出，基本上已確定了外圈與軸承座之間的相對位置。在軸承座或軸承座的端蓋罩必須留有足夠空間的電纜槽(→圖7)。建議在軸承座上加工一道寬度約9至15mm的徑向凹槽，以防止連接電纜因過度轉動而受到損壞。

軸定位

過盈配合的內圈通常可以通過軸肩、隔套或定位環等，將其在兩個方向上進行定位。根據不同的軸承尺寸，外圈的軸向定位可以采用不同的方法。

內徑25mm或以下的軸承，可以把外圈裝有傳感器的另一側靠在軸承座的孔肩以作軸向定位。

·如果軸承僅僅承受一個較輕的軸向負荷，或者沒有另一個方向的軸向負荷，那么在軸承座內用一個定位環對軸承的傳感器一側進行定位便已足夠(→圖7)

·在需要承受重軸向負荷的情況下，SKF建議通過以螺栓將端蓋鎖緊在軸承座上對軸承定位。這里，端蓋和軸承座之間的鎖緊是通過傳感器軸承外圈的定位環進行

對于較大的軸承，應把外圈裝有傳感器的另一側靠在軸承座的孔肩。而在裝有傳感器的一側，可以通過以下的方法作軸向定位：

·利用一個薄壁的隔套，并帶開槽以讓連接電纜通過，隔套的一端靠在軸承上，另一端靠在一個卡環上(→圖8)

·以螺栓鎖緊在軸承座上的端蓋

擋肩的尺寸可參見產品表。如果需要更詳細的信息，請參閱“SKF傳感器軸承單元”型錄(SKF Sensor-Bearing Units-concentrate intelligence in your motion control)或向SKF查詢。

 安裝

安裝SKF傳感器軸承單元時，必須小心避免損壞傳感器和連接電纜。SKF可根據要求提供有關安裝和連接的指導和服務，詳細情況請向SKF查詢。

潤滑和維護