CN102853802A - 旋转环转角测量机械装置 - Google Patents

Abstract

旋转环转角测量机械装置，涉及大型薄壁柱形箱体旋转角度的测量装置。解决了薄壁柱形箱体加工过程中旋转角实时检测的问题。该装置的橡胶滚轮（32）与工件端部旋转对接环（26）外圆之间保持恒定接触力和纯滚动关系，编码器（20）通过弹性联轴器（19）连接在橡胶滚轮（32）的转动轴（6）上，工件旋转环（26）转动带动橡胶滚轮（32）转动，通过弹性联轴器（19）带动编码器（20）轴转动，编码器（20）输出转角信号。位置感应器（1）通过位置感应器支架（2）安装在支座（9）上。位置感应器（1）固定在位置感应器支架（2）的一端，位置感应器支架（2）的另一端固定在支座（9）外侧，当旋转环靶点转到与位置传感器相对应时，位置传感器将输出位置信号，为消除转角积累误差提供可靠条件。

Description

旋转环转角测量机械装置

技术领域

本发明涉及一种测量旋转环转角的机械装置，尤其适用于安装有对接旋转环的大型薄壁柱形箱体旋转角度的测量。

背景技术

目前，检测旋转物体的转角通常采取中心轴安装转角传感器（例如增量编码器、绝对位置编码器）方式，直接或间接测量旋转物体转过的角度。对于一种薄壁柱形箱体，几何尺寸较大（直径5m以上，长度20m以上）工件，基体为金属壳体，表面有一定厚度的塑料涂层，对外壳涂层材料要求车铣加工，加工过程中需要实时检测其转角。由于不能采取中心轴驱动箱体旋转，无法采取常规方式检测旋转角度，至今，还未见解决此问题的报导。

发明内容

本发明所要解决其技术问题是，解决薄壁柱形箱体加工过程中旋转角实时检测的问题，提供一种旋转环转角测量机械装置。

本发明解决其技术问题的技术方案：

旋转环转角测量机械装置，该转角测量机械装置包括：

位置感应器、位置感应器支架、左支撑轴承、左侧套筒、左轴承端盖、转动轴、支座、安装基座、弹簧压力调节座、压力弹簧、导向套、固定螺钉、左止挡座、右止挡座、右侧套筒、右支撑轴承、弹性联轴器、编码器、编码器安装支座、右轴承端盖、橡胶滚轮。

构成该转角测量机械装置的零部件之间的连接：

所述的弹簧压力调节座的螺纹端与安装基座一端的螺纹连接，弹簧压力调节座的沉孔端在安装基座空腔内；所述的压力弹簧的一端置于弹簧压力调节座的沉孔中。

所述的导向套套在支座的套筒端的外圆上，通过螺钉与支座套筒端外圆上的螺纹孔连接将导向套固定在支座的套筒端的外圆上。

将装配后的导向套安装在安装基座的内孔中，其间为滑动配合；并将压力弹簧置于支座的内孔中，压力弹簧、安装基座和弹簧压力调节座同轴；压力弹簧另一端与支座内孔的内腔底接触。

所述的左止挡座、右止挡座的通孔端通过螺钉与安装基座法兰上的螺纹孔连接固定在一起；左止挡座、右止挡座的另一端的下表面与支座的法兰上表面接触。

将橡胶滚轮放置支座上部槽之间。

将连接键安装于转动轴的键槽内，将左侧套筒安装于转动轴的第一阶梯轴上，并使其一个端面紧靠轴肩。

将带连接键和左侧套筒的转动轴从转动轴的第四阶梯轴端穿过支座左边轴承座的通孔、橡胶滚轮的中心孔、右侧套筒和支座右边轴承座的通孔，右侧套筒的法兰凸缘的端面与橡胶滚轮的右端面接触。

将左支撑轴承安装于转动轴的第一阶梯轴的左端，左支撑轴承的内圈与转动轴的第一阶梯轴配合，其外圈与支座左边轴承座的通孔配合，左支撑轴承内圈的右端面与左侧套筒的另一个端面接触；将左轴承端盖安装在支座左边轴承座的左侧端面。

将右支撑轴承安装于转动轴的第三阶梯轴的右端，右支撑轴承的内圈与转动轴的第三阶梯轴配合，其外圈与支座右边轴承座的通孔配合，右支撑轴承内圈的右端面与右侧套筒的另一个端面接触；将右轴承端盖安装在支座右边轴承座的右侧端面。

弹性联轴器的一端与转动轴的第四阶梯轴连接，通过紧定螺钉与转动轴第四阶梯轴外圆紧固；编码器固定在编码器安装支座上。

编码器安装支座与右轴承端盖螺纹连接固定，同时实现编码器的轴与弹性联轴器另一端的连接。

位置感应器固定在位置感应器支架的一端，位置感应器支架的另一端固定在支座外侧。

转动轴为阶梯轴，分为转动轴的第一至第四阶梯轴。

使用旋转环转角测量机械装置时，橡胶滚轮的外圆与安装在大型薄壁箱体一个端面上的旋转对接圆环的外圆接触。

在旋转对接圆环的端面圆周位置制作标记靶点，在旋转对接圆环转动过程中，靶点也随之转动，当靶点转到与位置感应器相对应时，位置感应器将输出位置信号，为消除转角积累误差提供保证条件。

本发明的有益效果：

提供了一种旋转环转角测量机械装置，本发明中的橡胶滚轮与工件端部旋转对接环圆外圆之间保持恒定接触力，成为纯滚动关系，有效地解决了大型旋转件的转角实时测量的精度要求。该装置结构简单、安装与维护方便，经实际使用证明具有很好的性价比。

附图说明

图1旋转体与旋转对接圆环连接示意图：该图主要显示薄壁柱形旋转体两端与旋转对接环连接。

图2旋转对接圆环与橡胶滚轮作用关系示意图：表示旋转对接环与橡胶滚轮接触关系，二者纯滚动关系。

图3旋转环转角测量机械装置结构示意图。

图4转动轴结构示意图。

图5图3的A处局部放大示意图。

图中：位置感应器1、位置感应器支架2、左支撑轴承3、左侧套筒4、左轴承端盖5、转动轴6、支座9、安装基座10、弹簧压力调节座12、压力弹簧13、导向套14、左止挡座16-1、右止挡座16-2、右侧套筒17、右支撑轴承18、弹性联轴器19、编码器20、金属轮芯22、橡胶层23编码器安装支座24、右轴承端盖25、旋转对接环26、橡胶滚轮32。

具体实施方式

结合附图对本发明作进一步说明。

旋转环转角测量机械装置，如图1、2、3所示，该转角测量机械装置包括：

位置感应器1、位置感应器支架2、左支撑轴承3、左侧套筒4、左轴承端盖5、转动轴6、支座9、安装基座10、弹簧压力调节座12、压力弹簧13、导向套14、左止挡座16-1、右止挡座16-2、右侧套筒17、右支撑轴承18、弹性联轴器19、编码器20、编码器安装支座24、右轴承端盖25、橡胶滚轮32。

构成该转角测量机械装置的零部件之间的连接：

所述的弹簧压力调节座12的螺纹端与安装基座10一端的螺纹连接，弹簧压力调节座12的沉孔端在安装基座10空腔内；所述的压力弹簧13的一端置于弹簧压力调节座12的沉孔中。

所述的导向套14套在支座9的套筒端的外圆上，通过螺钉与支座9套筒端外圆上的螺纹孔连接将导向套14固定在支座9的套筒端的外圆上。

将装配后的导向套14安装在安装基座10的内孔中，其间为滑动配合；并将压力弹簧13置于支座9的内孔中，压力弹簧13、安装基座10和弹簧压力调节座12同轴；压力弹簧13另一端与支座9内孔的内腔底接触。

所述的左止挡座16-1、右止挡座16-2的通孔端通过螺钉与安装基座10法兰上的螺纹孔连接固定在一起；左止挡座16-1、右止挡座16-2的另一端的下表面与支座9的法兰上表面接触。

将橡胶滚轮32放置支座9上部槽之间。

将连接键21安装于转动轴6的键槽内，将左侧套筒4安装于转动轴6的第一阶梯轴41上，并使其一个端面紧靠轴肩。

将带连接键21和左侧套筒4的转动轴6从转动轴6的第四阶梯轴44端穿过支座9左边轴承座的通孔、橡胶滚轮32的中心孔、右侧套筒17和支座9右边轴承座的通孔，右侧套筒17的法兰凸缘的端面与橡胶滚轮32的右端面接触。

将左支撑轴承3安装于转动轴6的第一阶梯轴41的左端，左支撑轴承3的内圈与转动轴6的第一阶梯轴41配合，其外圈与支座9左边轴承座的通孔配合，左支撑轴承3内圈的右端面与左侧套筒4的另一个端面接触；将左轴承端盖5安装在支座9左边轴承座的左侧端面。

将右支撑轴承18安装于转动轴6的第三阶梯轴43的右端，右支撑轴承18的内圈与转动轴6的第三阶梯轴43配合，其外圈与支座9右边轴承座的通孔配合，右支撑轴承18内圈的右端面与右侧套筒17的另一个端面接触；将右轴承端盖25安装在支座9右边轴承座的右侧端面。

弹性联轴器19的一端与转动轴6的第四阶梯轴44连接，通过紧定螺钉与转动轴6第四阶梯轴44外圆紧固；编码器20固定在编码器安装支座24上。

编码器安装支座24与右轴承端盖25螺纹连接固定，同时实现编码器20的轴与弹性联轴器19另一端的连接；借助工具在固定联轴器螺钉工艺孔52处，将紧定螺钉拧紧，使编码器轴与弹性联轴器19固紧，如图5所示。

位置感应器1固定在位置感应器支架2的一端，位置感应器支架2的另一端固定在支座9外侧；目的是为消除因转角累计的误差。

转动轴6为阶梯轴，分为转动轴6的第一至第四阶梯轴41、42、43、44；如图4所示。

橡胶滚轮32由金属轮芯22和橡胶层23组成。在金属轮芯22上硫化橡胶形成一体的橡胶滚轮32。

使用旋转环转角测量机械装置时，橡胶滚轮32的外圆与安装在大型薄壁箱体一个端面上的旋转对接圆环26的外圆接触。

在旋转对接圆环26的端面圆周位置制作标记靶点，其每个靶点之间相隔36°，其半径位置与位置感应器1相对应，在旋转对接圆环转动过程中，靶点也随之转动，当靶点转到与位置感应器1相对应时，位置感应器1将输出位置信号，为消除转角积累误差提供保证条件。

使用旋转环转角测量机械装置时，橡胶滚轮32的外圆与安装在大型薄壁箱体端面上的对接圆环26的外圆接触。

位置感应器1、弹性联轴器19、编码器20为市售产品。

在薄壁柱形箱体工件加工前，在薄壁柱形箱体两端固定旋转对接圆环26，旋转对接圆环26要满足较高的刚度及综合机械强度要求，本装置的橡胶滚轮32与固定在薄壁柱形箱体一端的旋转对接圆环26接触，并保持一定的接触力，接触力是通过调节弹簧压力调节座12的位置实现压力弹簧13压力的改变。由于固定薄壁柱形箱体工件旋转对旋转对接圆环26的转动带动橡胶滚轮32转动，编码器20输出相应的转动信号。

Claims (1)

1.旋转环转角测量机械装置，其特征在于，该转角测量机械装置包括：

位置感应器（1）、位置感应器支架（2）、左支撑轴承（3）、左侧套筒（4）、左轴承端盖（5）、转动轴（6）、支座（9）、安装基座（10）、弹簧压力调节座（12）、压力弹簧（13）、导向套（14）、左止挡座（16-1）、右止挡座（16-2）、右侧套筒（17）、右支撑轴承（18）、弹性联轴器（19）、编码器（20）、编码器安装支座（24）、右轴承端盖（25）、橡胶滚轮（32）；

构成该转角测量机械装置的零部件之间的连接：

所述的弹簧压力调节座（12）的螺纹端与安装基座（10）一端的螺纹连接，弹簧压力调节座（12）的沉孔端在安装基座（10）空腔内；所述的压力弹簧（13）的一端置于弹簧压力调节座（12）的沉孔中；

所述的导向套（14）套在支座（9）的套筒端的外圆上，通过螺钉与支座（9）套筒端外圆上的螺纹孔连接将导向套（14）固定在支座（9）的套筒端的外圆上；

将装配后的导向套（14）安装在安装基座（10）的内孔中，其间为滑动配合；并将压力弹簧（13）置于支座（9）的内孔中，压力弹簧（13）、安装基座（10）和弹簧压力调节座（12）同轴；压力弹簧（13）另一端与支座（9）内孔的内腔底接触；

所述的左止挡座（16-1）、右止挡座（16-2）的通孔端通过螺钉与安装基座（10）法兰上的螺纹孔连接固定在一起；左止挡座（16-1）、右止挡座（16-2）的另一端的下表面与支座（9）的法兰上表面接触；

将橡胶滚轮（32）放置支座（9）上部槽之间；

将连接键（21）安装于转动轴（6）的键槽内，将左侧套筒（4）安装于转动轴（6）的第一阶梯轴（41）上，并使其一个端面紧靠轴肩；

将带连接键（21）和左侧套筒（4）的转动轴（6）从转动轴（6）的第四阶梯轴（44）端穿过支座（9）左边轴承座的通孔、橡胶滚轮（32）的中心孔、右侧套筒（17）和支座（9）右边轴承座的通孔，右侧套筒（17）的法兰凸缘的端面与橡胶滚轮（32）的右端面接触；

将左支撑轴承（3）安装于转动轴（6）的第一阶梯轴（41）的左端，左支撑轴承（3）的内圈与转动轴（6）的第一阶梯轴（41）配合，其外圈与支座（9）左边轴承座的通孔配合，左支撑轴承（3）内圈的右端面与左侧套筒（4）的另一个端面接触；将左轴承端盖（5）安装在支座（9）左边轴承座的左侧端面；

将右支撑轴承（18）安装于转动轴（6）的第三阶梯轴（43）的右端，右支撑轴承（18）的内圈与转动轴（6）的第三阶梯轴（43）配合，其外圈与支座（9）右边轴承座的通孔配合，右支撑轴承（18）内圈的右端面与右侧套筒（17）的另一个端面接触；将右轴承端盖（25）安装在支座（9）右边轴承座的右侧端面；

弹性联轴器（19）的一端与转动轴（6）的第四阶梯轴（44）连接，通过紧定螺钉与转动轴（6）第四阶梯轴（44）外圆紧固；编码器（20）固定在编码器安装支座（24）上；

编码器安装支座（24）与右轴承端盖（25）螺纹连接固定，同时实现编码器（20）的轴与弹性联轴器（19）另一端的连接；

位置感应器（1）固定在位置感应器支架（2）的一端，位置感应器支架（2）的另一端固定在支座（9）外侧；

转动轴（6）为阶梯轴，分为转动轴（6）的第一至第四阶梯轴（41、42、43、44）；

使用旋转环转角测量机械装置时，橡胶滚轮（32）的外圆与安装在大型薄壁箱体一个端面上的旋转对接圆环（26）的外圆接触。

Images