CN110006561A - 一种应力环法测量丝杠螺母中的滚动销受力的装置 - Google Patents

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蒋平
蒋宇轩
黄健民
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    • G01L1/20—Measuring force or stress, in general by measuring variations in ohmic resistance of solid materials or of electrically-conductive fluids; by making use of electrokinetic cells, i.e. liquid-containing cells wherein an electrical potential is produced or varied upon the application of stress
    • G01L1/22—Measuring force or stress, in general by measuring variations in ohmic resistance of solid materials or of electrically-conductive fluids; by making use of electrokinetic cells, i.e. liquid-containing cells wherein an electrical potential is produced or varied upon the application of stress using resistance strain gauges
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
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Abstract

本发明公开了一种应力环法测量丝杠螺母中滚动销受力的装置，包括螺母，螺母内设置有滚动销；螺母上还固定设置一个应力环传感器，传感器与滚动销上端外侧接触；螺母上设置有衬套，衬套内套装标定轴，标定轴和衬套上设置有位置重合的孔，滚动销下端伸入标定轴和衬套上的孔内。通过标定轴标定后，一个传感器可以测量丝杠正反两个方向运动时滚动销的受力情况，通过一个传感器，可测量滚动销的二维受力情况，有效解决现有技术中滚动销的受力检测中存在的问题。

Description

一种应力环法测量丝杠螺母中的滚动销受力的装置
技术领域
本发明涉及丝杠螺母中的滚动销受力检测，属于轨道交通设备检测技术领域。
技术背景
现有轨道车辆门系统的运动机构通常为丝杠螺母，在双头丝杠上分别设置两个螺母，每个螺母中有两个滚动销。丝杠运动时与滚动销接触。轨道车辆门系统中一些关键零件的安装直接影响到门的运行平稳性和使用寿命，安装质量与滚动销的受力密切相关，通过测量滚动销的受力情况，以确定关键零件的安装参数，用于指导门系统的安装和维修。由于滚动销尺寸较小，受力处无法安装传感器，丝杠上的螺母周围空间狭小，也无法直接安装传感器。
发明内容
本发明的目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种应力环法测量丝杠螺母中的滚动销受力的装置，其特点在于：①采用一只应力环传感器，可以正反两个方向受力。②应力环传感器上的一个平面内的圆周上，贴有四片电阻应变片，互成90度。③四片电阻应变片的测量数据通过计算得到滚动销的受力情况。④通过标定，直接测量出滚动销的受力大小。⑤力传感器通过软件自动调零。
为了达到上述目的本发明是通过以下技术方案来实现的：
一种应力环法测量丝杠螺母中滚动销受力的装置，包括螺母，螺母内设置有滚动销；螺母上还固定设置一只应力环传感器，应力环传感器与滚动销上端外侧接触；螺母上设置有衬套，衬套内套装标定轴，标定轴和衬套上设置有位置重合的孔，滚动销下端伸入标定轴和衬套上的孔内。
其中，应力环传感器是弹性部件，圆形，在弹性部件与滚动销接触的面上设置有四片电阻应变片，互成90°。
其中，应力环传感器上面设置有凹槽和孔。
其中，滚动销上端设置有压环，压环通过滚动销上端的沉头螺栓固定在滚动销上。
其中，螺母内设置有轴承，滚动销被轴承支撑，螺母上设置挡圈，挡圈将轴承固定在螺母内。
其中，螺母内设置有压板，端盖将传感器固定在螺母内。
其中，所述应力环传感器采用电阻应变计BFH120-3AA。
有益效果：本发明具有以下有益效果：
通过标定轴标定后，一个应力环传感器可以测量丝杠正反两个方向运动时滚动销的受力情况，进而计算出滚动销的二维受力情况，有效解决现有技术中滚动销的受力检测中存在的问题。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为应力环传感器的结构示意图。
图3为压板的结构示意图。
图4为压环的示意图。
图5为滚动销的示意图。
图中：1-螺母，2-滚动销，3-轴承，4-压环，5-挡圈，6-沉头螺栓，7-应力环传感器，8-六角螺栓，9-内六角螺栓，10-六角螺母，11-压板，12-衬套，13-标定轴，21-第一电阻应变片，22-第二电阻应变片、23-第三电阻应变片、24-第四电阻应变片。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
如图1所示，本发明的一种应力环法测量丝杠螺母中滚动销受力的装置，包括螺母1，螺母1内设置有滚动销2；螺母1上还固定设置一个应力环传感器7，传感器与滚动销2上端外侧接触；螺母1上设置有衬套12，衬套12内套装标定轴13，标定轴13和衬套12上设置有位置重合的孔，滚动销2下端伸入标定轴13和衬套12上的孔内。滚动销2上端设置有压环4，压环4通过沉头螺栓6固定在滚动销2上。压环4用于在滚动销2受力倾斜时保证滚动销2与应力环传感器7的接触点位置不变。螺母1内设置有轴承3，滚动销2被轴承3支撑，螺母1上设置挡圈5，挡圈5将轴承3固定在螺母1内。螺母1上设置压板11，应力环传感器7通过螺栓8和六角螺母10固定安装于压板11上。螺栓9将压板11固定于螺母1上。所述应力环传感器采用电阻应变计BFH120-3AA。
如图2所示，应力环传感器为环形，是弹性元件，在与滚动销2接触的面上设置有四片电阻应变片：第一电阻应变片21、第二电阻应变片22、第三电阻应变片23、第四电阻应变片24，互成90°。
本发明中的轴承3采用调心球轴承，其安装在滚动销2上。压环4装在滚动销2上用沉头沉头螺栓6固定。应力环传感器7上的贴的电阻应变片接到动态电阻应变仪的电桥上，电阻应变仪连接数据采集与信号分析仪，数据采集与信号分析仪连接计算机，计算机通过软件实时记录采集到的力的数据。
测量前需做标定，螺母1中先装入衬套12，再装入定做的标定轴13，然后装入滚动销2部件、应力环传感器7等，组装完成后，给标定轴13施加载荷xi(KN)，记录数据采集与分析软件读到的数据yi，找出它们之间的关系，yi＝f(xi)，在软件中输入标定得到的函数关系，此后软件读到的数据，标定出第一电阻应变片21、第二电阻应变片22的参数，通过计算就是滚动销2的受力大小。将应力环传感器7旋转90°，即可标定第二电阻应变片22、第三电阻应变片23的参数。依次标定第三电阻应变片23、第四电阻应变片24的参数，第四电阻应变片24、第一电阻应变片21的参数。一根滚动销2安装一只应力环传感器7，可以检测滚动销2的二维受力情况。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种应力环法测量丝杠螺母中滚动销受力的装置，其特征在于：包括螺母(1)，螺母(1)内设置有滚动销；螺母(1)上还固定设置一个应力环传感器(7)，应力环传感器(7)与滚动销(2)上端的外侧接触；螺母(1)上设置有衬套(21)，衬套(12)内套装标定轴(13)，标定轴(13)和衬套(12)上设置有位置重合的孔，滚动销(2)下端伸入标定轴(13)和衬套(12)上的孔内。
2.根据权利要求1所述的一种应力环法测量丝杠螺母中滚动销受力的装置，其特征在于：滚动销(2)上端设置有压环(4)，压环(4)通过滚动销(2)上端的沉头螺栓(6)固定在滚动销(2)上。
3.根据权利要求1所述的一种应力环法测量丝杠螺母中滚动销受力的装置，其特征在于：螺母(1)内设置有轴承(3)，滚动销(2)被轴承(3)支撑。
4.根据权利要求3所述的一种应力环法测量丝杠螺母中滚动销受力的装置，其特征在于：螺母(1)上设置挡圈(5)，挡圈(5)将轴承固定在螺母内。
5.根据权利要求1所述的一种应力环法测量丝杠螺母中滚动销受力的装置，其特征在于：应力环传感器(7)是弹性部件，圆形，在弹性部件与滚动销接触的背面上设置有四片电阻应变片，互成90°。
6.根据权利要求2所述的一种应力环法测量丝杠螺母中滚动销受力的装置，其特征在于：应力环传感器(7)上面设置有凹槽，凹槽用于应力环传感器(7)的径向固定，滚动销(2)工作时，应力环不会旋转。
7.根据权利要求2所述的一种应力环法测量丝杠螺母中滚动销受力的装置，其特征在于：应力环传感器(7)上面设置有孔，孔中设置六角螺栓(8)、六角螺母(10)，用于轴向固定应力环。
8.根据权利要求1所述的一种应力环法测量丝杠螺母中滚动销受力的装置，其特征在于：螺母(1)上设置压板(11)，压板(11)开有十字槽口，用于固定应力环的径向，将应力环传感器(7)通过六角螺栓(8)、六角螺母(10)固定安装于压板(11)的下方，压板(1)用内六角螺栓(9)固定在螺母(1)上。
9.根据权利要求1所述的一种应力环法测量丝杠螺母中滚动销受力的装置，其特征在于：所述应力环传感器(7)采用电阻应变计BFH120-3AA。
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