发明内容
[0003] 本发明的一种自监测的球轴承包括内外圈、大小滚珠、摆轴、摆圈、隔垫、压电振子、端盖、传感器、电路板及压环；外圈内壁上的隔板将外圈的内腔隔成左右腔；隔板上安装有电路板和传感器，电路板置于左腔内，左腔端部经螺钉安装有端盖，右腔内经大滚珠安装有内圈；两组压电振子经螺钉、压环和隔垫安装在左腔内，隔垫位于两组压电振子之间，隔垫的外环上经筋板连接有带卡槽的内环，外环及压电振子的一端经螺钉固定在左腔内。
[0004] 摆轴一端设有带有外滚道的半轴、另一端设有同轴的大小轴台，大轴台靠近半轴的一侧设有轴肩；半轴轴线与小轴台轴线在同一平面内存在倾角且其交点位于外滚道对称中心所在的半轴的横截面上；大小轴台分别套在隔板和内圈的内孔中，大轴台经螺钉与内圈相连，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] 带拨块和内滚道的摆圈经小滚珠安装在半轴上，小滚珠置于内外滚道内，摆圈经小滚珠绕半轴相对转动的同时还沿半轴的轴向摆动，拨块位于摆圈的外缘上，拨块置于内环的卡槽内，拨块与隔垫厚度相等，内外滚道的对称中心点位于隔垫厚度方向的中介面上，拨块位于两组压电振子的自由端之间；压电振子由等厚的基板与其一侧粘接的压电片构成，基板靠近隔垫安装；压电振子和传感器经不同的导线组与电路板相连。
[0006] 工作中，摆轴及内圈随主轴转动，摆圈及压电振子不转动，摆圈经小滚珠与摆轴产生相对转动并沿半轴轴向往复摆动，进而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] 本发明中，当摆轴转动使摆圈上下两侧拨块的摆动量最大时，隔垫一侧压电振子与拨块接触且弯曲变形量最大、另一侧压电振子顶靠在隔垫上且其变形量为零；此后，随摆轴转动，拨块的摆动量及与其接触压电振子的变形量逐渐减小，摆轴转过90度时拨块两侧压电振子的变形特性相同；摆轴进一步转动时，原来与拨块接触的压电振子与拨块脱离并顶靠在隔垫上，而另一侧的压电振子与拨块接触且其变形量随摆轴的转动而增加，摆轴转过180度时拨块的摆动量及与其接触的压电振子的变形量达到最大，至此完成一次激励，上述工作过程中需确保：①压电振子仅向使压电片承受压应力的方向变形，故可避免压电片承受拉应力；②压电振子最大变形量小于其许用值，拨块的摆动半径R需满足：RsinQ‑0.5H*(1‑cosQ) ≤δ ，其中 ，Q为倾 角、即半轴 轴线 与小 轴台 轴线间 夹角，为压电振子的 许用变形量 ，
h为基板厚度，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，H为拨块厚度，η为与胶层厚度有关的修正系数。
[0008] 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单向的等幅激励，压电片仅承受量值可控的压应力，故可靠性高、有效频带宽、发电与供电能力强。
