[发明专利]一种六方轴动态扭矩测试传感器

说明书

技术领域

本发明涉及一种扭矩测试传感器，尤其涉及一种六方轴动态扭矩测试传感器。

背景技术

转轴在工作中既承受弯矩又承受扭矩。方便、低成本实时测量转轴的扭矩是工业测量的难题。一般贴应变片的方法无法测量转轴的扭矩，常规测量转轴扭矩的方法很复杂，要对转轴的支撑重新设计，把转轴截断，用固定的扭矩传感器把被截断的两根轴连接起来，通过只提取扭矩的方法测量转轴的扭矩。如果不采用截断转轴的方法，就要采用专门的测力装置，如车轮测力装置，这种测力装置价格很高，设计时就考虑到专用的测力对象，不通用，一般工业中的转轴扭矩测量无法使用。生产中急需要一种制造成本低、精度高、且通用好的测量转轴扭矩的方法。

发明内容

本发明的目的在于针对现有扭矩测试方法复杂，对转轴损坏矩的不足，提供一种六方轴动态扭矩测试传感器。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种六方轴动态扭矩测试传感器，它包括六方转轴、内六方套筒、毡圈油封、螺栓、螺母、轴承盖、套杯、轮毂、回转体、轴承定位套、唇形密封圈、测力轴套、内六方轴套、传力销、无线扭矩节点、电阻应变片、滚动轴承等；其中，所述内六方套筒套在六方转轴上，在内六方套筒的外圆柱面上设置一对滚动轴承，在一对滚动轴承的中间设置有轴承定位套，轴承定位套和六方转轴通过定位销固定连接；在滚动轴承的外圈上安装套杯，并通过轴承盖来调整其预紧力；套杯和内六方套筒之间设置有唇形密封圈，在轴承盖和内六方套筒之间设置有毡圈油封；轮毂安装在套杯的外表面上，轮毂和回转体固定连接；轴承盖、套杯、轮毂和测力轴套通过螺栓固定连接；内六方轴套安装在六方转轴上，与测力轴套通过焊接固定连接；测力轴套与内六方套筒间隙配合，内六方轴套通过传力销与六方转轴固定连接；在测力轴套的圆柱面上对称粘贴两片电阻应变片；无线扭矩节点固定连接在内六方轴套上；测力轴套的法兰上设置有均匀分布的若干个孔，孔的大小略大于螺栓的内六角螺栓头的直径，从而使得测力轴套是空套在螺栓的头部上，以减小螺栓紧固后因加工和安装的误差造成测力轴套的附加应力过大，影响测量精度；两片电阻应变片接成全桥电路，并和无线扭矩节点连接。

本发明与背景技术相比，具有的有益效果是：

1、在测量回转体传递的扭矩时，不需要把回转体转轴截断，并通过扭矩传感器把两根截断轴连接起来测量回转体的扭矩。测量转矩时，对回转体轴无损伤。

2、该扭矩传感器制作方便，制作成本低，测量精度高。

3、应变片和无线扭矩节点体积很小，所以安装空间小。

附图说明

图1是本发明结构示意图；

图中：六方转轴1、内六方套筒2、毡圈油封3、螺栓4、螺母5、轴承盖6、套杯7、轮毂8、回转体9、定位销10、轴承定位套11、唇形密封圈12、测力轴套13、内六方轴套14、传力销15、无线扭矩节点16、电阻应变片17、轴承18、网关19。

具体实施方式

如图1所示，本发明包括六方转轴1、内六方套筒2、毡圈油封3、螺栓4、螺母5、轴承盖6、套杯7、轮毂8、回转体9、定位销10、轴承定位套11、唇形密封圈12、测力轴套13、内六方轴套14、传力销15、无线扭矩节点16、电阻应变片17、滚动轴承18、网关19。

内六方套筒2套在六方转轴1上，在内六方套筒2的外圆柱面上设置一对滚动轴承18，在一对滚动轴承18的中间设置有轴承定位套11，定位销10把轴承定位套11与六方转轴1固定连接；在滚动轴承18的外圈上安装套杯7，并通过轴承盖6来调整其预紧力；套杯7和内六方套筒2之间设置有唇形密封圈12，在轴承盖6和内六方套筒2之间设置有毡圈油封3；轮毂8安装在套杯7的外表面上，轮毂8和回转体9固定连接；轴承盖6、套杯7、轮毂8和测力轴套13通过螺栓4固定连接；内六方轴套14安装在六方转轴1上，与测力轴套13通过焊接固定连接；测力轴套13与内六方套筒2间隙配合，内六方轴套14通过传力销15与六方转轴1固定连接；在测力轴套13的圆柱面上对称粘贴两片电阻应变片17；无线扭矩节点16固定连接在内六方轴套14上；测力轴套13的法兰上设置有均匀分布的若干个孔，孔的大小略大于螺栓4的内六角螺栓头的直径，从而使得测力轴套13是空套在螺栓4的头部上，以减小螺栓4紧固后因加工和安装的误差造成测力轴套13的附加应力过大，影响测量精度；网关19和计算机连接。

测力轴套13对称粘贴的两片电阻应变片接成全桥电路，并和无线扭矩节点16连接，网关19实时接收无线扭矩节点发射的信号，并输入到计算机中计算出负载扭矩。

工作时，六方转轴1转动，带动内六方套筒2同步转动，传力销15防止内六方轴套14沿六方转轴1沿轴向移动，同时，把六方转轴1的扭矩传递到内六方轴套14上；动力通过测力轴套13、螺栓4和轮毂8传递到回转体9上；当回转体9上加负载时，测力轴套13的圆柱表面上就会出现扭转变形，贴在圆柱面上的电阻应变片17也会产生相应的微应变，从而破坏全桥电路的平衡，产生电压信号，网关19实时接收无线扭矩节点16发射出的电压信号，再由计算机按下式计算负载扭矩：，其中为扭矩，为测力轴套13外圆柱面的直径，为其内径，为其材料的弹性模量，为其材料的泊松比，为切应变。