CN108180822B - 一种完全密封角度检测装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种完全密封角度检测装置，能够在盐雾、多尘、潮湿及海水中等恶劣环境中检测机械设备转轴运行状态，包括旋转变压器、盘式磁性联轴器、密封壳、隔离固定板等。旋转变压器定子用胶粘剂固定在密封壳上，信号线从密封壳侧壁引出并在引出孔进行硫化密封处理，旋转变压器转子转轴与从动盘式磁性组件固定，主动盘式磁性组件与被检测设备转轴同轴式固定，从动盘式磁钢组件及旋转变压器组件通过隔离固定板及密封壳实现与外部环境隔离。本发明实现了旋转变压器在恶劣的环境中检测转轴角位移的功能。

Description

一种完全密封角度检测装置
技术领域
本发明涉及的是一种角位移检测装置，具体地说是用于恶劣环境中检测旋转设备的运动状态，实现对机器设备闭环控制的转轴角位移检测。
背景技术
随着人类自动化作业程度的提高以及对极端环境中资源的勘探与挖掘，自动化设备面临的工况愈加复杂，对作业设备末端执行器闭环控制提出了更高的要求。对于盐雾、潮湿以及有防爆要求和水下运行的设备，在检测其执行器动作过程中需要考虑传感器的耐受度。因此，研制结构紧凑、成本低、能满足上述工况要求的传感器组件，对上述工况中运行的设备具有很大的实用价值。
目前在上述环境中运行的角度检测设备中，旋转设备和角度传感器采用动密封或整体密封，动密封维护保养困难并且存在传感器被外部环境侵蚀导致损坏的可能，而整体密封占据体积较大，不适合在空间有限的环境下使用。
发明内容
为解决现有技术存在的问题，本发明提出一种完全密封角度检测装置，通过旋转变压器和盘式磁性联轴器配合使用，共同构成静密封，只要将本发明固定转轴座上，就可实现检测转轴旋转状态的功能，对于盐雾环境、防爆需求、水下作业设备末端旋转运动机构角度及角速度检测有很重要的作用。
本发明的技术方案为：
所述一种完全密封角度检测装置，包括密封壳、旋转变压器，旋转变压器安装在密封壳内，且通过旋转变压器转子压环轴向定位；旋转变压器转子转轴两端通过轴承与密封壳和旋转变压器转子压环配合；其特征在于：还包括隔离固定板和盘式磁性联轴器；
所述盘式磁性联轴器有主动盘式磁性组件和被动盘式磁性组件组成；所述主动盘式磁性组件和被动盘式磁性组件均包括磁钢座、扇形磁钢、螺钉和承压垫片；磁钢座开有中心阶梯通孔，螺钉上套有承压垫片并安装在磁钢座中心阶梯通孔内，用于与轴系端部连接；磁钢座端面具有圆周方向的环形槽，环形槽内安装有若干扇形磁钢，扇形磁钢轴向充磁，且相邻扇形磁钢磁极方向相反；
所述密封壳开口端连接法兰与隔离固定板密封固定连接；隔离固定板与需要被检测的设备转轴的壳体固定；
被动盘式磁性组件处于密封壳内，且被动盘式磁性组件通过自身的螺钉部件同轴固定在旋转变压器转子转轴端部，并能够带动旋转变压器转子转轴转动；主动盘式磁性组件通过自身的螺钉部件同轴固定在设备转轴端部；主动盘式磁性组件与被动盘式磁性组件位置对应，且当主动盘式磁性组件随设备转轴转动时，能够通过磁力矩穿过隔离固定板带动被动盘式磁性组件转动，进而带动旋转变压器转子转轴转动。
进一步的优选方案，所述一种完全密封角度检测装置，其特征在于：密封壳开口端连接法兰上开有端面密封槽，槽内有O型圈，与隔离固定板实现静密封。
进一步的优选方案，所述一种完全密封角度检测装置，其特征在于：密封壳侧壁开有信号孔，旋转变压器的信号线穿过信号孔，并采用硫化胶将信号孔密封。
进一步的优选方案，所述一种完全密封角度检测装置，其特征在于：旋转变压器定子用胶粘剂固定在密封壳内壁上。
有益效果
本发明提供一种了能在盐雾、多尘、潮湿及海水中等恶劣环境中检测机械设备转轴运行状态的角位移传感器，包括旋转变压器、盘式磁性联轴器、密封壳、隔离固定板等。旋转变压器定子用胶粘剂固定在密封壳上，信号线从密封壳侧壁引出并在引出孔进行硫化密封处理，旋转变压器转子转轴与从动盘式磁性组件固定，主动盘式磁性组件与被检测设备转轴同轴式固定，从动盘式磁钢组件及旋转变压器组件通过隔离固定板及密封壳实现与外部环境隔离。本发明实现了旋转变压器在恶劣的环境中检测转轴角位移的功能。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1静密封角度检测装置剖视图；
图2静密封角度检测装置主动旋转组件上视图；
图3静密封角度检测装置被动旋转组件俯视图。
其中：1、设备转轴；2、螺钉；3、承压垫片；4、磁钢座；5、扇形磁钢；6、隔离固定板；7、固定螺钉；8、O型密封圈；9、旋转变压器转子压环；10、第一旋转变压器转子轴承；11、硫化胶；12、旋转变压器定子；13、密封壳；14、第二旋转变压器转子轴承；15、旋转变压器转子转轴。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
结合图1、图2、图3，从功能上看，本实施例中的静密封角度检测装置由三个模块组成：旋转变压器角度检测模块、旋转变压器及被动盘式磁性联轴器组件密封模块、盘式磁性联轴器力矩传递模块。
根据图1，旋转变压器角度检测模块由旋转变压器转子及定子(12)、旋转变压器转子轴承(10和14)、旋转变压器转子转轴(15)、旋转变压器转子压环(9)构成，其中旋转变压器定子用胶粘剂固定在密封壳(13)上，旋转变压器转子转轴(15)将旋转变压器转子通过轴承(10和14)固定在密封壳(13)和旋转变压器转子压环(9)中，通过旋转变压器转子转轴(15)旋转进行转轴角度及角速度信息检测。
根据图1，旋转变压器及被动盘式磁性联轴器组件密封模块由隔离固定板(6)、固定螺钉(7)、O型密封圈(8)、硫化胶(11)、密封壳(13)组成，其中隔离固定板(6)与需要被检测轴的壳体固定，在密封壳(13)密封槽内放置O型密封圈(8)后通过固定螺钉(7)与隔离固定板(6)实现连接处静密封，旋转变压器转子及定子(12)信号线通过密封壳(13)上的孔应用硫化胶(11)彻底将旋转变压器(12)及被动盘式磁性组件密封，能够保证旋转变压器在多尘、盐雾、潮湿及水下环境中可靠工作。
结合图1、图2、图3，盘式磁性联轴器力矩传递模块由主动盘式磁性组件和被动盘式磁性组件构成，它们结构相同，都由螺钉(2)、承压垫片(3)、磁钢座(4)、扇形磁钢(5)组成，扇形磁钢(5)为轴向充磁磁钢，8片相邻磁极相反，磁感应强度相同的扇形磁钢(5)通过胶粘剂固定在磁钢座(4)内，可靠保证主、从盘式磁钢组件传动；磁钢座(4)中心孔位置安装承压垫片(3)后通过螺钉(2)分别与设备转轴(1)以及旋转变压器转子转轴(15)连接，保证在检测过程中不会发生打滑，能保证主动盘式磁钢组件和从动盘式磁钢组件实时传动。
主动盘式磁性组件和被动盘式磁性组件分别与设备转轴和旋转变压器转子固定，当被检测设备转轴运行时，设备转轴(1)带动主动盘式磁性组件旋转时，从动盘式磁钢组件由于磁吸力的作用跟随主动盘式磁钢组件旋转，将设备转轴旋转运动信息传递给旋转变压器组件，从而实现对设备转轴角度和角速度检测。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (4)

1.一种完全密封角度检测装置，包括密封壳、旋转变压器，旋转变压器安装在密封壳内，且通过旋转变压器转子压环轴向定位；旋转变压器转子转轴两端通过轴承与密封壳和旋转变压器转子压环配合；其特征在于：还包括隔离固定板和盘式磁性联轴器；
所述盘式磁性联轴器有主动盘式磁性组件和被动盘式磁性组件组成；所述主动盘式磁性组件和被动盘式磁性组件均包括磁钢座、扇形磁钢、螺钉和承压垫片；磁钢座开有中心阶梯通孔，螺钉上套有承压垫片并安装在磁钢座中心阶梯通孔内，用于与轴系端部连接；磁钢座端面具有圆周方向的环形槽，环形槽内胶粘固定有若干磁感应强度相同的扇形磁钢，扇形磁钢轴向充磁，且相邻扇形磁钢磁极方向相反；
所述密封壳开口端连接法兰与隔离固定板密封固定连接；隔离固定板与需要被检测的设备转轴的壳体固定；
被动盘式磁性组件处于密封壳内，且被动盘式磁性组件通过自身的螺钉部件同轴固定在旋转变压器转子转轴端部，并能够带动旋转变压器转子转轴转动；主动盘式磁性组件通过自身的螺钉部件同轴固定在设备转轴端部；主动盘式磁性组件与被动盘式磁性组件位置对应，且当主动盘式磁性组件随设备转轴转动时，能够通过磁力矩穿过隔离固定板带动被动盘式磁性组件转动，进而带动旋转变压器转子转轴转动。
2.根据权利要求1所述一种完全密封角度检测装置，其特征在于：密封壳开口端连接法兰上开有端面密封槽，槽内有O型圈，与隔离固定板实现静密封。
3.根据权利要求2所述一种完全密封角度检测装置，其特征在于：密封壳侧壁开有信号孔，旋转变压器的信号线穿过信号孔，并采用硫化胶将信号孔密封。
4.根据权利要求3所述一种完全密封角度检测装置，其特征在于：旋转变压器定子用胶粘剂固定在密封壳内壁上。
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