CN106481680A - 扭矩传感器的安装组件 - Google Patents

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    • F16D3/78—Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive with the coupling parts connected by one or more intermediate members shaped as an elastic disc or flat ring, arranged perpendicular to the axis of the coupling parts, different sets of spots of the disc or ring being attached to each coupling part, e.g. Hardy couplings

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Abstract

本发明公开了一种扭矩传感器的安装组件，关键在于包括联轴器及关节轴承，且该联轴器包括内联轴器和外联轴器，其发明宗旨是在扭矩传感器与输入轴和/或输出轴之间的联轴器的中心孔内增设关节轴承，以此将扭矩传感器支撑在输入轴和/或输出轴上，通过关节轴承的内圈与外圈的角度调整，将扭矩传感器上旋转离心力和传动所产生的不平衡径向力直接传递到输入轴和输出轴，而不再传递到自身的定子和安装地板上，不仅能提高扭矩测量精度和可靠性，还能提高扭矩传感器的使用寿命和传动可靠性。

Description

扭矩传感器的安装组件
技术领域
本发明涉及机械领域，特别是涉及一种扭矩传感器的安装组件。
背景技术
在动力测试系统中，广泛采用扭矩传感器，以测量传递的扭矩、转速、功率等，但现有技术中检测过程中至少存在以下问题：
一：对理想条件而言，扭矩传感器仅传递扭矩，不会产生径向力，但在实际操作中，为可靠传递额定扭矩，其联轴器的直径和长度较大，无法完全做到精准平衡，使得产生离心力而造成较大的振动，进而因离心力、传动所带来的径向力传递至定子，不仅会影响测量精度，还会降低扭矩传感器的使用寿命；
二：由于受限于定子的尺寸，用于安装固定的地脚板尺寸和螺栓孔很小，所以需要增设其它安装组件；
三：为提高测量精度，对输入轴、输出轴的同轴度要求高，装配难度大。
因此，如何解决上述问题，提供一种操作简单、安装方便、不影响测量精度的安装方式，是目前扭矩传感器的安装中亟待解决的技术问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提出一种扭矩传感器的安装组件，所述扭矩传感器包括定子和设置在所述定子内的传动轴；所述安装组件，包括：设置在所述传动轴的输入端和/或所述传动轴的输出端的联轴器及关节轴承，所述联轴器包括内联轴器和外联轴器，所述内联轴器与所述传动轴的输入端和/或所述传动轴的输出端连接，所述外联轴器用于与输入轴和/或输出轴连接；
所述关节轴承的外圈与所述内联轴器配合，所述关节轴承的内圈与所述输入轴和/或所述输出轴配合；或，所述外联轴器靠近所述内联轴器的端部固定有芯轴，所述关节轴承的外圈与所述内联轴器配合，所述关节轴承的内圈与所述芯轴配合；或，所述内联轴器靠近所述外联轴器的端部固定有芯轴，所述关节轴承的外圈与所述外联轴器配合，所述关节轴承的内圈与所述芯轴配合；或，所述关节轴承的外圈与所述外联轴器配合，所述关节轴承的内圈与所述传动轴配合。
进一步地，所述内联轴器或所述外联轴器上固定有所述芯轴，所述芯轴为法兰式；所述安装组件还包括第一固定件；所述芯轴上设置有第一安装孔；所述内联轴器或所述外联轴器上设置有对应于所述第一安装孔的第二安装孔；所述第一固定件贯穿所述第一安装孔与所述第二安装孔，以固定所述芯轴和所述内联轴器或所述外联轴器。
进一步地，所述内联轴器或所述外联轴器上固定有所述芯轴，所述芯轴为阶梯式；所述安装组件还包括传动盘和第二固定件；所述芯轴的第一阶梯段与所述关节轴承的内圈配合，所述芯轴的第二阶梯段与所述传动盘的内圈配合；所述传动盘上设置有第三安装孔；所述内联轴器或所述外联轴器上设置有对应于所述第三安装孔的第四安装孔；所述第二固定件贯穿所述第三安装孔与所述第四安装孔，以固定所述传动盘和所述内联轴器或所述外联轴器。
进一步地，所述芯轴还包括第三阶梯段，所述第三阶梯段与所述内联轴器或所述外联轴器配合。
进一步地，所述第一阶梯段、所述第二阶梯段、所述第三阶梯段的外径依次增大。
进一步地，所述安装组件，还包括第三固定件；所述内联轴器上设置有第五安装孔；所述外联轴器上设置有对应于所述第五安装孔的第六安装孔；所述第三固定件贯穿所述第五安装孔与所述第六安装孔，以连接所述内联轴器和所述外联轴器。
进一步地，所述第三固定件为尼龙销、橡胶块的任意一种。
进一步地，所述安装组件，还包括设置在所述定子下方的底板和用于安装所述底板的第四固定件。
进一步地，所述第四固定件为螺钉或螺栓。
进一步地，所述关节轴承为向心关节轴承。
本发明提供的扭矩传感器的安装组件，发明宗旨是在扭矩传感器与输入轴和/或输出轴之间的联轴器的中心孔内增设关节轴承，以此将扭矩传感器支撑在输入轴和/或输出轴上，通过关节轴承的内圈与外圈的角度调整，实现同轴定心并缓解由于联轴器的制作尺寸有误差，安装不同轴等问题所产生的径向力和振动，而使定子不承受径向力。其一，能将扭矩传感器上旋转离心力和传动所产生的不平衡径向力直接传递到输入轴和输出轴，而不再传递到自身的定子和安装地板上，不仅能提高扭矩测量精度和可靠性，还能提高扭矩传感器的使用寿命和传动可靠性；其二，使得扭矩传感器的定子可仅通过底板和安装件支撑在支架上防止过大的转动即可，能进一步降低零部件数量，降低装配成本；其三，减少了精确调整扭矩传感器与输入轴、输出轴同轴度的工作，同时输入轴、输出轴相互之间的同轴度要求也可大幅降低，大大降低了装配难度，使得装配更简便易行。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明的扭矩传感器的安装组件的一个实施例的结构示意图；
图2为本发明的扭矩传感器的安装组件的另一个实施例的结构示意图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。为详细说明本发明的扭矩传感器的安装组件，下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
如图1所示，该扭矩传感器包括定子10和设置在定子10内的传动轴20，该传动轴20包括如图所示的输入端、输出端。基于本发明构思的扭矩传感器的安装组件，包括：设置在传动轴20的输入端和/或传动轴20的输出端的联轴器及关节轴承70。其中，该联轴器包括内联轴器50和外联轴器60，内联轴器50与传动轴20的输入端和/或传动轴20的输出端连接，外联轴器60用于与输入轴30和/或输出轴40连接；该关节轴承70的外圈与内联轴器50配合，关节轴承70的内圈与输入轴30和/或输出轴40配合；或，外联轴器60靠近内联轴器50的端部固定有芯轴80，关节轴承70的外圈与内联轴器50配合，关节轴承70的内圈与芯轴80配合；或，内联轴器50靠近外联轴器60的端部固定有芯轴80，关节轴承70的外圈与外联轴器60配合，关节轴承70的内圈与芯轴80配合；或，关节轴承70的外圈与外联轴器60配合，关节轴承70的内圈与传动轴20配合。具体的，该关节轴承70可选但不仅限于为向心关节轴承、角接触型关节轴承、推力关节轴承、杆端关节轴承等的任意一种或多种。优选的，为减小轴向长度，该关节轴承70优选为轻窄系列，其轴径一般选用为扭矩传感器轴径的0.5-0.6倍，如向心关节轴承。
在该实施例中，给出了本发明的扭矩传感器的安装组件的若干具体实施例，其发明宗旨是在扭矩传感器与输入轴和/或输出轴之间的联轴器的中心孔内增设关节轴承，以此将扭矩传感器支撑在输入轴和/或输出轴上，通过关节轴承70的内圈与外圈的角度调整，实现同轴定心并缓解由于联轴器的制作尺寸有误差，安装不同轴等问题所产生的径向力和振动，而使定子不承受径向力。其一，能将扭矩传感器上旋转离心力和传动所产生的不平衡径向力直接传递到输入轴30和输出轴40，而不再传递到自身的定子和安装地板上，不仅能提高扭矩测量精度和可靠性，还能提高扭矩传感器的使用寿命和传动可靠性；其二，使得扭矩传感器的定子可仅通过底板和安装件支撑在支架上防止过大的转动即可，能进一步降低零部件数量，降低装配成本；其三，减少了精确调整扭矩传感器与输入轴30、输出轴40同轴度的工作，同时输入轴30、输出轴40相互之间的同轴度要求也可大幅降低，大大降低了装配难度，使得装配更简便易行。值得注意的，关节轴承70的设置，需根据输入轴30、输出轴的实际情况而设定。在输入轴30、输出轴40为自行设计制造时，仅需根据关节轴承70的位置、尺寸等设计相应的轴段与关节轴承70的内圈配合即可；在输入轴30、输出轴40为外购配套件，如电动机、减速器等时，由于轴的形状、尺寸已定型无法更改，所以需要增设芯轴80而与关节轴承70的内圈配合。此外，需要注意的，本发明所涉及的扭矩传感器不仅包括仅测量扭矩的传感器，还可选但不仅限于可测量扭矩、转速的扭矩转速传感器。
优选的，如图1右端所示，内联轴器50或外联轴器60上固定有芯轴80，该芯轴80为法兰式。安装组件还包括第一固定件90，并在芯轴80上设置有第一安装孔，在内联轴器50或外联轴器60上设置有对应于第一安装孔的第二安装孔，使得该第一固定件90贯穿上述第一安装孔与第二安装孔，以固定芯轴80和内联轴器50或外联轴器60。
在该实施例中，给出了芯轴80的一种具体结构形式及与内联轴器50和外联轴器60的具体固定方式，尤其适用于内联轴器50或外联轴器60尺寸较大的情况，其仅需通过螺钉、螺栓等第一固定件90将芯轴80固定设置在内联轴器50或外联轴器60的内凹端面即可，所需零部件少、长度小，制作成本低。
更为优选的，如图2所示，内联轴器50或外联轴器60上固定有芯轴80，该芯轴80为阶梯式。安装组件还包括传动盘100和第二固定件110，并使芯轴80的第一阶梯段与关节轴承70的内圈配合，芯轴80的第二阶梯段与传动盘100的内圈配合。还在传动盘100上设置有第三安装孔，在内联轴器50或外联轴器60上设置有对应于第三安装孔的第四安装孔，使得第二固定件110贯穿第三安装孔与第四安装孔，以固定传动盘100和内联轴器50或外联轴器60。
在该实施例中，给出了芯轴80的另一种具体结构形式及与内联轴器50和外联轴器60的具体固定方式，尤其适用于内联轴器50或外联轴器60尺寸较小的情况。优选的，芯轴80还包括第三阶梯段，该第三阶梯段与内联轴器50或外联轴器60配合。更为优选的，上述第一阶梯段、第二阶梯段、第三阶梯段的外径依次增大。
更为优选的，上述安装组件，还包括第三固定件120，并在内联轴器50上设置有第五安装孔，在外联轴器60上设置有对应于第五安装孔的第六安装孔，使得第三固定件120贯穿第五安装孔与第六安装孔，以连接内联轴器50和外联轴器60，使得内联轴器50和外联轴器60之间通过相互有间隙的第三固定件120传递元周丽，保持相对运动的可能。具体的，该第三固定件120可选但不仅限于为尼龙销、橡胶块的任意一种。
更为优选的，安装组件，还包括设置在定子10下方的底板130和用于安装底板130的第四固定件140。该扭矩传感器即可通过该底板130和第四固定件140设置机架上，确定其稳定安装。具体的，该第四固定件140可选但不仅限于为螺钉或螺栓。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种扭矩传感器的安装组件，所述扭矩传感器包括定子(10)和设置在所述定子(10)内的传动轴(20)；其特征在于，所述安装组件，包括：设置在所述传动轴(20)的输入端和/或所述传动轴(20)的输出端的联轴器及关节轴承(70)，所述联轴器包括内联轴器(50)和外联轴器(60)，所述内联轴器(50)与所述传动轴(20)的输入端和/或所述传动轴(20)的输出端连接，所述外联轴器(60)用于与输入轴(30)和/或输出轴(40)连接；
所述关节轴承(70)的外圈与所述内联轴器(50)配合，所述关节轴承(70)的内圈与所述输入轴(30)和/或所述输出轴(40)配合；或，所述外联轴器(60)靠近所述内联轴器(50)的端部固定有芯轴(80)，所述关节轴承(70)的外圈与所述内联轴器(50)配合，所述关节轴承(70)的内圈与所述芯轴(80)配合；或，所述内联轴器(50)靠近所述外联轴器(60)的端部固定有芯轴(80)，所述关节轴承(70)的外圈与所述外联轴器(60)配合，所述关节轴承(70)的内圈与所述芯轴(80)配合；或，所述关节轴承(70)的外圈与所述外联轴器(60)配合，所述关节轴承(70)的内圈与所述传动轴(20)配合。
2.根据权利要求1所述的安装组件，其特征在于，所述内联轴器(50)或所述外联轴器(60)上固定有所述芯轴(80)，所述芯轴(80)为法兰式；所述安装组件还包括第一固定件(90)；所述芯轴(80)上设置有第一安装孔；所述内联轴器(50)或所述外联轴器(60)上设置有对应于所述第一安装孔的第二安装孔；所述第一固定件(90)贯穿所述第一安装孔与所述第二安装孔，以固定所述芯轴(80)和所述内联轴器(50)或所述外联轴器(60)。
3.根据权利要求1所述的安装组件，其特征在于，所述内联轴器(50)或所述外联轴器(60)上固定有所述芯轴(80)，所述芯轴(80)为阶梯式；所述安装组件还包括传动盘(100)和第二固定件(110)；所述芯轴(80)的第一阶梯段与所述关节轴承(70)的内圈配合，所述芯轴(80)的第二阶梯段与所述传动盘(100)的内圈配合；所述传动盘(100)上设置有第三安装孔；所述内联轴器(50)或所述外联轴器(60)上设置有对应于所述第三安装孔的第四安装孔；所述第二固定件(110)贯穿所述第三安装孔与所述第四安装孔，以固定所述传动盘(100)和所述内联轴器(50)或所述外联轴器(60)。
4.根据权利要求3所述的安装组件，其特征在于，所述芯轴(80)还包括第三阶梯段，所述第三阶梯段与所述内联轴器(50)或所述外联轴器(60)配合。
5.根据权利要求4所述的安装组件，其特征在于，所述第一阶梯段、所述第二阶梯段、所述第三阶梯段的外径依次增大。
6.根据权利要求1-5任意一项所述的安装组件，其特征在于，还包括第三固定件(120)；所述内联轴器(50)上设置有第五安装孔；所述外联轴器(60)上设置有对应于所述第五安装孔的第六安装孔；所述第三固定件(120)贯穿所述第五安装孔与所述第六安装孔，以连接所述内联轴器(50)和所述外联轴器(60)。
7.根据权利要求6所述的安装组件，其特征在于，所述第三固定件(120)为尼龙销、橡胶块的任意一种。
8.根据权利要求1-5任意一项所述的安装组件，其特征在于，还包括设置在所述定子(10)下方的底板(130)和用于安装所述底板(130)的第四固定件(140)。
9.根据权利要求8所述的安装组件，其特征在于，所述第四固定件(140)为螺钉或螺栓。
10.根据权利要求1-5任意一项所述的安装组件，其特征在于，所述关节轴承(70)为向心关节轴承。
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