[实用新型]智能联轴器

说明书

本实用新型为一种具有测量功能的联轴器、属机电仪表领域，用于在传递旋转动力的同时检测该系统的转矩、温度、振动、转速等参数。

用传统的方式将旋转动力源1(如电机、内燃机等)的动力传递给负载3时，两者之间必须串接一组联轴器2，形成动力1—联轴器2—负载3的三位一体的最佳动力传递系统。该联轴器一般不具备测量功能。如需检测动力传递系统中的转矩、温度、振动、转速等参数时，通常需在电机动力1与负载3之间串接一台贯通轴转矩转速传感器4，或温度、振动传感器，并需两组联轴器2将动力1、传感器4、负载3轴向串接，形成动力1—联轴器2—传感器4—联轴器2—负载3的五位一体动力传递系统，该系统无论系统稳定性、传递效率等传递参数都不如三位一体的系统好。造成了虽增加了测量功能却牺牲了机械传递性能的后果。

另外，五位一体方式还有两大弱点：

其一，在部分传递系统中，除了转矩力之外还存在着轴向压力，该轴向压力使转矩传感器的贯通应变轴产生轴向与径向形变，该形变产生的信号干扰转矩测量的准确性。

其二，由于五位一体轴向长度增大，加上两组联轴器与转矩传感器本身的重力势必产生一定的弯矩，加之五位一体使联接同心度不易保证，也增大了弯矩，弯矩是对转矩测量的又一干扰源。

CN2081526U专利申请说明书中给出一种联轴节式转矩转速传感器(90215097.9)，但该传感器最大的不足是应变桥的工作电源与微弱的(mV级)检测信号的传递是靠有摩擦损耗的集流环实现的。集流环易使应变桥电压稳定性变差及引入干扰信号，更易使本来就微弱的mV级测量信号增加传输损耗及误差，而降低精度加上集流环不宜长期(摩损)或高转速(发热)运行，因此该传感器只能适用于低转速、短时间运行。

本实用新型的目的是提供一种智能联轴器，该联轴器在不牺牲动力传递系统的稳定性等参数的前提下，同时测量动力传递系统的转矩、转速等参数。

本实用新型提供的智能联轴器是这样实现的：

本实用新型是将传统的扭矩传感器中必不可少的贯通弹性轴改为管状联轴器，该管状联轴器是由带平键槽或花键槽的键套6和外壳14组成，该键套的两端分别与动力轴1，负载轴3相配合，通过平键或花键的作用传递旋转动力。在键套内孔中部设置了一段退刀槽，在传递动力时，该退刀槽对应的管壁上由于扭矩力的作用而产生应力形变，将该部位作为扭矩测量部位，在该部位的外园上贴上由四片应变片组成的应变桥9，则可以测量出该键套由于受扭力作用时的(mV级)应变信号，经过键套上附带电路处理后变成频率信号，并传递出联轴节之外部，由二次仪表显示，该扭力检测部分的应变桥工作电源及键套上同步旋转的电路的工作电源，皆出一组环形功率变压器用无接触电磁感应的方式提供，与扭力成正比的频率信号则是由另一组信号环形变压器感应传递，该信号由二次仪表处理后就可显示出键套上产生的扭(转)矩值。

下面结合附图，对本实用新型进行详细描述：

图1是无检测功能的三位一体传递系统。

图2是串入具有检测功能的贯通轴式转矩传感器的五位一体传递系统。

图3是使用本实用新型的有检测功能的三位一体传递系统。

图4是本实用新型的键套及扭矩检测示意图。

图5是本实用新型结构示意图。

图6是本实用型的转速测量原理图。

图7是本实用新型的扭矩测量原理图。

图8是图4的AA剖视图。

本实用新型的智能联轴器为一管状的带键槽8的键套6和外壳14组成，键套6的一端与动力轴1相联接，另一端与负载轴3相联接，键槽8可以是平键槽也可以是花键槽。在键套6的内孔中部有一段退刀槽21，在与该退刀槽21部位相对应的外园上贴上由4片应变片组成的应变桥9，在键套6的两端部各安装一只向心轴承10，联轴器的外壳14固定在两只轴承的外圈上，在键套6的一端安装一个环形功率变压器，该变压器由高导磁率软磁合金铁芯与静环初级线圈12及动环次级线圈11组成的带有间隙的闭环磁路装置，其功能为传递电磁能量，是本实用新型中测量装置的能源传递部件。在键套6的另一端安装了一个由动环初级线圈18和静环次级线圈17组成的带间隙的空心环形变压器。其功能为传递数字信号，是本测量装置的信号输出部件。

动环线圈11和18均固定安装在键套6上，与键套整体旋转。安装在键套6上的还附有电路板13，在电路板13上设置有电源电路25、放大电路26、v/f(电压/频率)转换电路，信号输出电路27等。电源电路25与动环线圈11相连接，信号输出电路27与动环线圈18相连接。