CN110159643B - 一种传感组合间隙片及其加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种传感组合间隙片，包括正面层、背面层、镶嵌层和压力传感器，镶嵌层位于正面层和背面层之间，镶嵌层上设有至少一个安装孔，压力传感器设置在安装孔内，其中，正面层包括至少两层可剥离的第一粘贴层，背面层包括至少两层可剥离的第二粘贴层。本发明无论总成设备零件在何等工况下运转皆不受限制和影响，具备传感功能，最大程度上快速识别配合零件之间的松动状态，保障零部件之间的配合精度。
Description
技术领域
本发明涉及间隙片领域，特别是涉及一种传感组合间隙片及其加工方法。
背景技术
由于现代社会工业化进程的快速发展，对产品生产要求越来越精密，所以精密间隙片就扮演不可或缺的重要角色，因为精密间隙片是由高精密度，高硬度，高韧性的精密钢带经热处理精磨加工制成。
随着国内精密机械加工以及自动化领域的快速发展，目前市场上一些对配合精度较高的高精密设备厂家会在研发过程中选择精密间隙调整垫片进行匹配和调整。一般情况下间隙片产品只会具备最基本的性能--表面无变形、无毛刺、厚度跳动均匀。不过一旦这些高精度传动设备长期处在运转工况恶劣的环境中，配合零部件之间会会出现微小的松动现象，且这种松动状况很难被快速地予以识别，最终会导致输出精度快速衰减从而出现不稳定；于此同时组装在配合零部件之间的间隙片也会随着配件松动被磨损而进一步丧失其自身精度，使其零部件的输出精度更加恶化和降低。当前检测方法只能采取人工及时检测、点检方法，费时费力，也大大降低了设备使用效率和正常寿命。
发明内容
本发明的目的是要提供一种可识别配合零件之间松动状态并能适应于多种配合零部件间隙的传感组合间隙片及其加工方法。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
本发明提供了一种传感组合间隙片，所述组合间隙片包括正面层、背面层、镶嵌层和压力传感器，所述镶嵌层位于所述正面层和所述背面层之间，所述镶嵌层上设有至少一个安装孔，所述压力传感器设置在所述安装孔内，其中，所述正面层包括至少两层可剥离的第一粘贴层，所述背面层包括至少两层可剥离的第二粘贴层。
进一步地，所述第二粘贴层至少具有一种厚度。
进一步地，所述正面层具有与所述安装孔相对应的预留孔，所述压力传感器的厚度略厚于所述安装孔的深度，所述压力传感器露出的部分位于所述预留孔内。
进一步地，所述安装孔等间距设置在所述镶嵌层上。
进一步地，所述压力传感器为超薄圆形的压阻式压力传感器，所述压阻式压力传感器的厚度为2~4mm。
进一步地，所述传感组合间隙片的加工方法包括如下步骤：
设计加工，根据配合零部件的间隙的厚度及大小，设计加工对应的正面层、背面层和镶嵌层，且根据镶嵌层的厚度及大小选择压力传感器；
孔的加工，在所述镶嵌层上加工至少一个略大于所述压力传感器的安装孔，在所述正面层上加工与所述安装孔相对应的预留孔；
压力传感器的镶嵌，将所述压力传感器镶嵌在所述安装孔内；
涂胶粘贴，采用涂胶工艺将所述正面层粘贴在所述镶嵌层的一面，所述压力传感器露出所述安装孔的部分位于所述预留孔内，将所述背面层粘贴在所述镶嵌层的另一面，形成所述组合间隙片。
进一步地，还包括在孔的加工步骤完成后进行的第一次尺寸检查步骤，在室温22~23℃，恒温2.5~3.5小时后，将所述镶嵌层及所述安装孔的尺寸均进行二次元和/或三次元的检查，采用放大镜检查外观，并用千分尺检查厚度及深度。
进一步地，还包括在涂胶粘贴步骤完成后进行的第二次尺寸检查步骤，在室温22~23℃，恒温2.5~3.5小时后，将粘贴完成后的所述组合间隙片的尺寸进行二次元和/或三次元尺寸检查，采用放大镜检查外观，并用千分尺检查厚度及深度。
进一步地，还包括所述第二次尺寸检查完成后的压力测试步骤，还包括所述第二次尺寸检查完成后的对所述组合间隙片进行压力性能测试步骤。
进一步地，还包括所述压力性能测试完成之后的抽真空塑封包装储存步骤。
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：
本发明的一种传感组合间隙片及其加工方法，由于在间隙片中内嵌压阻式压力传感器，当间隙片表面收到压力信号超出波动范围时会进行准确快速识别其压力分布传递实际的压力值并将信号传递给报警器及时报警提醒；无论总成设备零件在何等工况下运转皆不受限制和影响，最大程度上快速识别配合零件之间的松动状态，保障零部件之间的配合精度。使用过程中的检测能力高效、精准，从而大大降低了设备使用过程中松动情况不能被识别的风险，有效提高设备的正常使用寿命和精度稳定性。
进一步地，且本发明为组合间隙片，每个第一粘贴层和每个第二粘贴层可剥离，能适应于多种配合零部件间隙。
附图说明
后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：
图1是根据本发明一个实施例的实施例一的一种传感组合间隙片的爆炸图；
图2是根据本发明一个实施例的实施例一的一种传感组合间隙片的俯视图；
图3是根据本发明一个实施例的实施例一的一种传感组合间隙片的加工方法的流程图。
其中，附图标记说明如下：
1、正面层；2、背面层；3、镶嵌层；4、安装孔；5、通孔。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
本发明的传感组合间隙片，包括正面层、背面层、镶嵌层和压力传感器，镶嵌层位于正面层和背面层之间，镶嵌层上设有至少一个安装孔，安装孔等间距设置在镶嵌层上，正面层具有与安装孔相对应的预留孔，压力传感器的厚度略厚于安装孔的深度，压力传感器设置在安装孔内，压力传感器露出的部分位于预留孔内，正面层包括至少两层第一粘贴层，背面层包括至少两层第二粘贴层，每个第二粘贴层厚度各异。
压力传感器为超薄圆形的压阻式压力传感器，压阻式压力传感器的厚度为2~4mm。安装孔的直径大于压阻式压力传感器的0.02~0.05mm。
其中，镶嵌层作为基材，其材料种类和材料厚度选择依照匹配零部件的材质及间隙进行，一般采取与配合零部件性能接近的材料。组合间隙片的上下两面可简单剥离，正面层主要目的为固定压阻式压力传感器的位置并确保传感面处于水平位置，使其传感信号稳定，可以理解的是，每个第一粘贴层的厚度相同或者不同都可以，优化的设置为相同，正面层间隙组合固定后该层一般不需要变化和调整；背面层为组合间隙片厚度调整层，根据实际需要填充间隙对第二粘贴层进行选择性剥离多余厚度层，确保整体厚度的匹配性，可以适用于多种厚度的间隙，优化的，第二粘贴层的厚度各异，且相邻的两个第二粘贴层厚度可以相同也可以不同。
本发明的组合间隙片主要带来如下优点：
（1）具备信号探测和报警功能，将可靠度从30%提升到100%。
（2）有效节约设备使用过程中的检测、校验时间，进一步提高产能和生产效率10%以上。
（3）有效提高客户使用过程的稳定性，进一步提高设备传动部件的使用寿命10%~20%。
（4）有效降低售后服务成本5%~7%。
本发明的一种传感组合间隙片的加工方法，包括如下步骤：
步骤一：间隙片设计，根据配合零部件的规格型号及精度要求，及配合零部件之间的间隙的大小和厚度，设计对应的正面层、背面层和镶嵌层；
步骤二：传感器选择，根据镶嵌层的厚度及大小，选择压力传感器，即选择压阻式压力传感器，；
步骤三：间隙片加工，按照间隙片设计图纸工艺，选择合适的工装和刀具加工具有预留孔的正面层、具有安装孔的镶嵌层和背面层，安装孔的直径大于压力传感器外形尺寸0.02~0.05mm之间；
步骤四：第一次尺寸检查，在室温22~23℃，恒温2.5~3.5小时后，将镶嵌层、正面层和背面层的尺寸均进行二次元和/或三次元的检查，采用100倍放大镜检查外观，断口毛刺毛边，用0.01mm的千分尺检查厚度及深度，允许波动范围0~0.005mm；
步骤五：传感器镶嵌，在压力传感器外部涂抹凡士林进行润滑，安装过程不卡顿，自然滑入安装孔内，确保受力后信号传递的敏感度；
步骤六：涂胶粘贴，采用树脂胶工艺，挤压成型，控制挤压环境温度为30~50℃，将正面层粘贴在镶嵌层的上方，压力传感器露出的部分位于预留孔内，将背面层粘贴在镶嵌层的下方，形成组合间隙片；
步骤七：第二次尺寸检查，在室温22~23℃，恒温2.5~3.5小时后，将粘贴完成后的组合间隙片的尺寸进行二次元和/或三次元尺寸检查，采用100倍放大镜检查外观，断口毛刺毛边，用0.01mm的千分尺检查厚度及深度，允许波动范围0~0.005mm；
步骤八：压力测试，对组合间隙片进行压力性能测试；
步骤九：包装储存，放入干燥剂，再抽真空塑封。
实施例一
如图2所示的本实施例的组合间隙片为圆形，中间具有一个通孔5。组合间隙片的直径为130±0.3mm，总厚度为3.2±0.01mm，镶嵌层3的厚度为2.5±0.1mm。如图1所示，组合间隙片包括正面层1、背面层2、镶嵌层3和压力传感器。镶嵌层3位于正面层1和背面层2之间，镶嵌层上设有三个安装孔4，安装孔4等间距设置在镶嵌层上，正面层1的预留孔与安装孔4相对应为三个，压力传感器的厚度略厚于安装孔4的深度，压力传感器安装在安装孔4内，压力传感器露出的部分位于预留孔内，正面层1包括至少两层第一粘贴层，背面层2包括至少两层第二粘贴层，每个第一粘贴层的厚度相同，每个第二粘贴层厚度各异。
本实施例的每个第一粘贴层的厚度优化的设置为相同，一般不需要剥离；而第二粘贴层为厚度调整层，优化的第二粘贴层的厚度各异，且相邻的两个第二粘贴层厚度相同。
其中，压力传感器为超薄圆形的压阻式压力传感器，本实施例的压阻式压力传感器的厚度为2.8±0.2mm，外径尺寸5±0.01mm。安装孔4的直径大于压阻式压力传感器的0.02mm，即安装孔4和预留孔的直径为5.02mm，确保后续安装顺畅；压阻式压力传感器具体位置靠近外边缘区域检测，确保灵敏度更加灵敏。
如图3所示的一种传感组合间隙片的加工方法，包括如下步骤：
步骤一：间隙片设计，根据配合零部件之间的间隙3.2±0.01mm，设计对应的正面层1、背面层2和镶嵌层3的总厚度为3.2±0.01mm，直径为3.2±0.01mm，配合零部件要求高精度稳定分布，其传感区域需要360°范围，三个安装孔4以120°等间距分配方式设置；
步骤二：传感器选择，根据镶嵌层3的厚度及大小，选择压力传感器，即选择压阻式压力传感器；
步骤三：间隙片加工，按照间隙片设计图纸工艺，选择合适的工装和刀具加工具有预留孔的正面层1、具有安装孔4的镶嵌层3和背面层2；
步骤四：第一次尺寸检查，在室温23℃，恒温3小时后，将镶嵌层3、正面层1和背面层2的尺寸均进行二次元和/或三次元的检查，采用100倍放大镜检查外观，断口毛刺毛边，用0.01mm的千分尺检查厚度及深度，允许波动范围0~0.005mm；
步骤五：传感器镶嵌，在压力传感器外部涂抹凡士林进行润滑，安装过程不卡顿，自然滑入安装孔4内，确保受力后信号传递的敏感度；
步骤六：涂胶粘贴，根据设计厚度，实际测量压阻式压力传感器传感器的上端露出安装孔4的厚度为压阻式压力传感器厚度-安装孔4厚度，即为2.8-2.5=0.3mm，则在正面层1为粘贴0.15mm的第一粘贴层2片,0.15mm*2=0.3mm，压阻式压力传感器露出的部分位于预留孔内，则背面层2的理论厚度=组合间隙片总厚度-镶嵌层厚度-传感器露出安装孔的厚度，即3.2mm-2.5mm-0.3mm=0.4mm，本实施例采用2种厚度的第二粘贴层，即0.15mm和0.1mm，即背面层2的厚度为0.15*2+0.1*1=0.4mm。在第一粘贴层、镶嵌层3和第二粘贴层上涂树脂胶，在温度为30~50℃的环境下进行工装挤压整体，第一粘贴层粘贴在镶嵌层3的上方，将第二粘贴层粘贴在镶嵌层3的下方，胶膜在此温度范围内性能稳定成膜状分布，受挤压后保持真空吸附状态不影响整体厚度。该方法可以保证上下两面层可以被后期剥离，可以理解的是，实际装配过程根据需要选择剥离第二粘贴层，如此不仅可以在本实施例的间隙使用，还可适用于多种配合零部件的间隙；
步骤七：第二次尺寸检查，在室温23℃，恒温3小时后，将粘贴完成后的组合间隙片的尺寸进行二次元和/或三次元尺寸检查，采用放大镜检查外观，用千分尺检查厚度及深度；
步骤八：压力测试，对组合间隙片进行压力性能测试，保证在压力下压阻式压力传感器能够传输信号；
步骤九：包装储存，包装储存步骤包括放入干燥剂再抽真空塑封。
实施例二
与实施例一不同的是，在涂胶粘贴步骤中，正面层为粘贴0.1mm的第一粘贴层3片，0.1mm*3=0.3mm，本实施例的背面层采用3种厚度的第二粘贴层，即0.1mm、0.05mm和0.02mm，即背面层的厚度为0.1*3+0.05*1+0.02*3=0.4mm。。
实施例三
与实施例一不同的是，本实施例的组合间隙片为矩形，三个安装孔在镶嵌层上等间距分布，压阻式压力传感器设置在安装孔内，组合间隙片的长为10±0.3mm，宽为7±0.3mm。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种传感组合间隙片，其特征在于：所述组合间隙片包括正面层、背面层、镶嵌层和压力传感器，所述镶嵌层位于所述正面层和所述背面层之间，所述镶嵌层上设有至少一个安装孔，所述压力传感器设置在所述安装孔内，其中，所述正面层包括至少两层可剥离的第一粘贴层，所述背面层包括至少两层可剥离的第二粘贴层，每个所述第二粘贴层厚度各异，所述正面层具有与所述安装孔相对应的预留孔，所述压力传感器的厚度略厚于所述安装孔的深度，所述压力传感器露出的部分位于所述预留孔内，所述安装孔等间距设置在所述镶嵌层上，所述压力传感器为超薄圆形的压阻式压力传感器，所述压阻式压力传感器的厚度为2~4mm。
2.如权利要求1所述的传感组合间隙片的加工方法，其特征在于，所述加工方法包括如下步骤：
设计加工，根据配合零部件的间隙的厚度及大小，设计加工对应的正面层、背面层和镶嵌层，并根据所述镶嵌层的厚度及大小选择压力传感器；
孔的加工，在所述镶嵌层上加工至少一个略大于所述压力传感器的安装孔，在所述正面层上加工与所述安装孔相对应的预留孔；
压力传感器的镶嵌，将所述压力传感器镶嵌在所述安装孔内；
涂胶粘贴，采用涂胶工艺将所述正面层粘贴在所述镶嵌层的一面，所述压力传感器露出所述安装孔的部分位于所述预留孔内，将所述背面层粘贴在所述镶嵌层的另一面，形成所述组合间隙片。
3.根据权利要求2所述的传感组合间隙片的加工方法，其特征在于，还包括所述孔的加工完成后进行的第一次尺寸检查步骤，在室温22~23℃，恒温2.5~3.5小时后，将所述镶嵌层及所述安装孔的尺寸均进行二次元和/或三次元的检查，采用放大镜检查外观，并用千分尺检查厚度及深度。
4.根据权利要求2所述的传感组合间隙片的加工方法，其特征在于，还包括所述涂胶粘贴完成后进行的第二次尺寸检查步骤，在室温22~23℃，恒温2.5~3.5小时后，将粘贴完成后的所述组合间隙片的尺寸进行二次元和/或三次元尺寸检查，采用放大镜检查外观，并用千分尺检查厚度及深度。
5.根据权利要求4所述的传感组合间隙片的加工方法，其特征在于，还包括所述第二次尺寸检查完成后对所述组合间隙片进行压力性能测试步骤。
6.根据权利要求5所述的传感组合间隙片的加工方法，其特征在于，还包括所述压力性能测试完成之后的抽真空塑封包装储存步骤。
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