专利名称：轴向力传感器的制作方法
技术领域：
本发明涉及ー种カ传感器，特别是一种安装在轴与轴、轴与受カ部件之间用于检测轴向力的传感器。
背景技术：
在エ业控制中，设备的施力轴与连接轴或受力部件之间通常采用法兰盘形式连接，对两者之间的轴向カ检测基本上都采用カ传感器来完成。然而，现有技术中能使用的力传感器只有柱式、轮辐式、筒式和剪切梁式，这几种类型传感器虽然能够用来检测轴向力的大�。谴嬖诘奈侍馐荌.体积大，受安装空间限制，安装难度大；2.在承受较大预紧力的状况下，传感器的检测稳定性能降低；3.安装在连接点之后，传感器自身会充当施力轴与连接轴或受力部件所形成的连接整体中的一部分，在连接整体需要有较大预紧力作用下，传感器的安全系数随预紧力的增大而降低，再由于抗偏载能力差，传感器极易损坏，一旦传感器出现异常或损坏，就会直接影响连接整体的安全性，破坏连接整体的完整性。
发明内容
本发明的任务在于解决现有技术所存在的上述问题，提出一种轴向カ传感器，它能方便地安装在施力轴与连接轴或受力部件之间，不妨碍连接整体的安全性、完整性，且能对轴向力值做出准确地检测。完成上述任务的技术方案是一种轴向カ传感器，包括弾性体，所述弾性体为平板型，板面中间有ー个过轴通孔，周边有多个螺栓过孔，整体形状近似于法兰盘的垫片，在弹性体正反两个板面上各有ー个直径基本相等且与过轴通孔同心的环形应カ槽，应カ槽靠近过轴通孔，应カ槽中贴附有电阻应变计，电阻应变计组成惠斯通平衡电桥通过电缆线与外部电器连接。上述方案中，应カ槽至过轴通孔范围内的弾性体有正反两个端面，正向端面齐平或略高于弾性体平板的正平面，反向端面略低于弾性体平板的反平面。所述弾性体的板面外沿为方形或圆形。
所述弾性体为闭环型。所述弾性体也可以为开ロ型，即弾性体上有ー个开ロ。本发明轴向力传感器安装在于其适配的施力轴端与连接轴端的法兰盘之间，或施力轴端法兰盘与受カ部件之间，受カ部件既可以是实心结构，也可以是盲孔结构，还可以是轴套。本发明的优点在于1.传感器高度低，体积�。瓮嫫幌椋寐荻せ蚵菟芄环奖愕匕沧霸谏璞傅氖┝χ岫朔ɡ寂毯土又岫朔ɡ寂袒蚴堀考洌挥跋煸咏峁沟耐暾院桶踩裕掖衅鞯牧礁雒嬗胂喙夭考纬山裘芙哟ィ芪裙蹋灰姿鸹担共嘞蚝涂蛊啬芰芮浚�2.在较大预紧カ下，应カ槽外围的弾性体与法兰盘近似于刚性连接，不会产生变形，使传感器的输出信号与预紧カ的大小没有关系，而当传感器受到轴向载荷时，应カ槽以内的弾性体局部会产生有效变形，即可灵敏且准确地检测出轴向カ值。
图I是本发明一个实施例的立体示意图。图2是图I所示实施例的正面示意图。图3是图2中沿A-A线的剖视图。图4是图2中I局部放大图。图5是图3中II局部放大图。
图6是图3中II局部为另ー种结构的放大图。图7是本发明第二个实施例的立体示意图。图8是本发明第三个实施例的立体示意图。图9是本发明第四个实施例的立体示意图。图10是本发明传感器的第一个安装例示意图。图11是本发明传感器的第二个安装例示意图。图12是本发明传感器的第三个安装例示意图。图13是本发明传感器的第四个安装例示意图。图中1·弾性体，2.过轴通孔，3.应カ槽，4.电阻应变计，5.电缆线，6.螺栓过孔，7.开ロ，8.受カ部件，9.传感器，10.施力轴端法兰盘，11.连接轴端法兰盘，12.螺栓，13.施カ轴，14.连接轴。
具体实施例方式下面结合附图对本发明作进ー步说明。如图1-5所示，本发明轴向カ传感器，包括弾性体1，弾性体I为平板型，板面中间有ー个过轴通孔2，周边均布有多个螺栓过孔6，整体形状近似于法兰盘的垫片，在弾性体I的正向板面上靠近轴通孔2有一个环形的应カ槽3，在弾性体I的反向板面上也有一个环形的应カ槽3，正反两个应カ槽3直径相等且与轴通孔2同心，应カ槽3中贴附有电阻应变计4，所有的电阻应变计4组成惠斯通平衡电桥通过电缆线5与外部电器连接。如图3、5所示，应カ槽3至过轴通孔2范围内的弾性体有正反两个端面，正向端面略高于弾性体I平板的正平面，反向端面略低于弾性体I平板的反平面。应カ槽3至过轴通孔2范围内的弾性体也可以是另ー种形式，即正向端面齐平于弾性体I平板的正平面，反向端面略低于弾性体I平板的反平面，如图6所示。本发明轴向力传感器有多种类型，它们的基本构造相同，例如图1、7所示的外方形和图8、9所示的外圆形；方形的有闭环型(如图7所示)和开ロ型(如图I所示)两种，圆形的也有闭环型(如图9所示)和开ロ型(如图8所示)两种，开ロ型是在指弾性体I上有一个开ロ 7。如图10-13所示，本发明轴向力传感器9安装在于其适配的施カ轴端法兰盘10与连接轴端法兰盘11之间(如图13所示)，或安装在施カ轴端法兰盘10与受カ部件8之间(如图10-12所示)。受カ部件8既可以是实心结构(如图10所示)，也可以是盲孔结构(如图11所示)，还可以是轴套(如图12所示)。
传感器9定位后用螺栓12紧固即可，此时，应カ槽外围的弾性体与法兰盘近似于刚性连接，不会产生变形。当施カ轴13对连接轴13或受カ部件8产生轴向カ时，轴向力通 过施カ轴端法兰盘10作用在传感器9上，此时，应カ槽3以内的弾性体会产生有效变形，电阻应变计4就发生阻值变化并通过惠斯通电桥和电缆线5输出电信号，轴向カ值即可被准确地检出。
权利要求
1.一种轴向カ传感器，包括弾性体，其特征在于所述弾性体为平板型，板面中间有ー个过轴通孔，周边有多个螺栓过孔，整体形状近似于法兰盘的垫片，在弾性体正反两个板面上各有ー个直径基本相等且与过轴通孔同心的环形应カ槽，应カ槽靠近过轴通孔，应カ槽中贴附有电阻应变计，电阻应变计组成惠斯通平衡电桥通过电缆线与外部电器连接。
2.按照权利要求I所述的轴向カ传感器，其特征在于应カ槽至过轴通孔范围内的弹性体有正反两个端面，正向端面齐平或略高于弾性体平板的正平面，反向端面略低于弹性体平板的反平面。
3.按照权利要求I或2所述的轴向カ传感器，其特征在于所述弾性体的板面外沿为方形或圆形。
4.按照权利要求I或2所述的轴向カ传感器，其特征在于所述弾性体为闭环型。
5.按照权利要求3所述的轴向カ传感器，其特征在于所述弾性体为闭环型。
6.按照权利要求I或2所述的轴向カ传感器，其特征在于所述弾性体为开ロ型。
7.按照权利要求3所述的轴向カ传感器，其特征在于所述弾性体为开ロ型。
全文摘要
本发明公开了一种轴向力传感器，包括弹性体，所述弹性体为平板型，板面中间有一个过轴通孔，周边有多个螺栓过孔，整体形状近似于法兰盘的垫片，在弹性体正反两个板面上各有一个直径基本相等且与过轴通孔同心的环形应力槽，应力槽靠近过轴通孔，应力槽中贴附有电阻应变计，电阻应变计组成惠斯通平衡电桥与外部电器连接。这种传感器高度低，体积小，形同垫片一样，可方便地安装在设备的施力轴和连接轴端法兰盘或受力部件之间，很稳固，不易损坏，抗侧向和抗偏载能力很强；当传感器受到轴向载荷时，应力槽以内的弹性体局部会产生有效变形，即可灵敏且准确地检测出轴向力值。
文档编号G01L1/22GK102680149SQ20121018475
公开日2012年9月19日 申请日期2012年5月30日 优先权日2012年5月30日
发明者刘鹏, 孙莉, 张志刚, 张树进, 汪洋, 王小岗, 董宏利 申请人:中航电测仪器股份有限公司
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