CN1308669C - 力矩传感支承装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种以游丝作平衡器的力矩传感支承装置，由螺母、轴套、旋转轴架、上轴套、轴、拨片、下轴套、固定搭子、测试架、轴承、轴承架、采样片、游丝、搅拌器构成；本发明较好的克服了带有径向刚性钢丝悬挂的支承装置的不足之处，具有结构简单、装配方便、成本较低的优点，适合于大批量生产及应用。

Description

力矩传感支承装置

技术领域

本发明涉及力矩测量，特别是一种力矩传感支承装置。

背景技术

测量力矩的支承装置，目前用得比较多的是以张丝作平衡器的支承装置，其主要结构是在上端的传动轴和下端的从动轴之间以张丝(采用琴钢丝)悬挂方式在垂直方向的两端有宝石轴承作为连接与支承。如美国布鲁克菲尔德(BROFIELD)工程实验室有限公司，名称为“带有径向刚性钢丝悬挂的支承装置”的专利，(专利号为ZL 95197188.3)，其中张丝的满标角偏转为45-90度(典型的约为75度)时，其扭矩为0-10,000dyne-cm(典型的约为7,000dyne-cm)。这种支承装置存在以下问题：①因张力作用，张丝需采用高质量的材料制成；②满标角偏转较小，限制了力矩的测量范围；③为限制张丝轴向移动和形变，下端须两点支承，制造和装配工艺复杂；④对力矩的检测和数据处理的电路要求较高。

发明内容

本发明为了解决以张丝作平衡器的支承装置所存在的技术问题，而提供一种以游丝作平衡器的力矩传感支承装置。

根据上述目的，本发明提供一种力矩传感支承装置，由螺母、轴套、旋转轴架、上轴套、轴、拨片、下轴套、固定搭子、测试架、轴承、轴承架、采样片、游丝、搅拌器构成；

其中旋转轴架由轴架、驱动板、调节架铆合组成，轴由轴颈、轴体、轴尖压制而成，采样片分为上、下采样片；

其中轴上端部套装在倒T形轴架的中孔，中孔内壁与轴上端的轴颈配合固定，轴架座部外凸缘上面与调节架铆合连接，下面与驱动板铆合连接，轴架的竖柱安装在轴套中；顶部由螺母与电机的转子固定连接；

其中轴中间的轴体安装在上轴套、下轴套中，上轴套的上面与游丝一端连接，游丝另一端与调节架连接，上轴套的下面与上采样片连接；较长的下轴套上端而与下采样片连接，上部与拨片连接，下部安装在固定搭子中，下端与轴承架连接；上、下采样片伸入检测器；

其中轴下端的轴尖与轴承垂直接触，轴体下端部与测试架水平连接；测试架与搅拌器连接。

上述装置，其中轴颈由T12A材料制成。

上述装置，其中轴体由1Cr18Ni9Ti材料制成。

上述装置，其中轴尖由Y15Co55材料制成。

上述装置，其中游丝由铍青铜或3J53材料制成。

上述装置，其中轴承由玛瑙制成。

本发明由于采取以上技术措施，较好的克服了带有径向刚性钢丝悬挂的支承装置的不足之处，具有结构简单、装配方便、成本较低的优点，适合于大批量生产及应用。

附图说明

附图是本发明的结构示意图。

具体实施方式

本发明可应用于粘度计。当电机驱动粘度计的旋转机构时，浸入被测液体的搅拌器受液体阻力使游丝产生一个力矩，该力矩经仪器的电路部分数据处理后，可直接显示出被测液体的粘度。

如附图所示，一种力矩传感支承装置，由螺母1、轴套2、旋转轴架3、上轴套4、轴5、拨片6、下轴套7、固定搭子8、测试架9、轴承10、轴承架11、采样片12、游丝13、搅拌器14构成；

其中旋转轴架3由轴架3-1、驱动板3-2、调节架3-3铆合组成，轴5由轴颈5-1、轴体5-2、轴尖5-3压制而成，采样片分为上采样片12-1、下采样片12-2；

其中轴5上端部套装在倒T形轴架3-1的中孔，中孔内壁与轴5上端的轴颈5-1配合固定，轴架3-1座部外凸缘上面与调节架3-3铆合连接，下面与驱动板3-2铆合连接，轴架3-1的竖柱安装在轴套2中；顶部由螺母1与电机的转子固定连接；

其中轴5中间的轴体5-2安装在上轴套4、下轴套7中，上轴套4的上面与游丝13一端连接，游丝13另一端与调节架3-3连接，上轴套4的下面与上采样片12-1连接；较长的下轴套7上端面与下采样片12-2连接，上部与拨片6连接，下部安装在固定搭子8中，下端与轴承架11连接；上采样片12-1、下采样片12-2伸入检测器；

其中轴5下端的轴尖5-3与轴承10垂直接触，轴体5-2下端部与测试架9水平连接；测试架9与搅拌器14连接。

仪器测试时，电机将转速传给螺母1，使与螺母1固定连接的旋转轴架3同速转动，通过其驱动板3-2带动拨片6、下轴套7、轴承架11同速旋转；同时其调节架3-3带动游丝13、上轴套4同速旋转。将这些零部件组成一体的轴5，其上端的轴颈5-1由轴架3-1限位固定，其下端的轴尖5-3与位于轴承架11上的轴承10形成单点支承，并通过位于上端的轴套2、位于下部的固定搭子8、位于下端的轴承10可调整装置的同心度，确保旋转的平稳，保证测量值的准确性。

在旋转过程中，上轴套4带动上采样片12-1、下轴套7带动下采样片12-2同速转动。若搅拌器14没有受到液体粘滞阻力时，游丝13处于不受力状态，则上、下采样片12-1、12-2处于同一位置，通过仪器检测器时无信号产生，粘度为零。若搅拌器14受到液体粘滞阻力时，游丝13处于受力状态，则上、下采样片12-1、12-2处于不同位置后，再同速转动，上、下采样片12-1、12-2通过检测器时会产生一个相应的电信号，从而把与液体粘滞阻力相抗衡所产生的游丝扭矩转换成可检测的电信号，并进行数据处理而得到液体的粘度值。

本发明的关键部件轴5是由几种材料压制而成，上端的轴颈5-1采用T12A材料经淬火调质处理后，使其达到相当的硬度和表面光洁度，以保证轴5在旋转中的同心度，稳定性。轴体5-2由1Cr18Ni9Ti材料经特殊加工制成。其下端的轴尖5-3采用的材料是Y15Co55，并经特殊的工艺加工，使轴尖5-3的硬度，光洁度及耐磨性等完全满足要求。

本发明的平衡器游丝13采用铍青铜或3J53作材料，经淬火调质等特殊工艺后，具有高的强度、硬度，其弹性、耐磨性、疲劳极限完全能满足本装置对大角度扭转的力矩平衡要求和线性度要求，不会产生永久性变形。一般采用的游丝13其宽度在0.5mm～1mm之间，厚度在0.2mm～0.5之间。调整游丝13，通过调节游丝调节架3-3，可以方便的使游丝13处于不受力状态，则上采样片12-1，下采样片12-2处于初始状态，仪器处于零位。

本发明的轴承10采用玛瑙，经特殊工艺加工制成，既形成有效支承，又基本消除了因旋转引起的摩擦，同时能实现0～270°的有效偏转角度，偏转角度大些可取得较高的灵敏度和更大的测量范围。

Claims (6)

1.一种力矩传感支承装置，其特征是：由螺母(1)、轴套(2)、旋转轴架(3)、上轴套(4)、轴(5)、拨片(6)、下轴套(7)、固定搭子(8)、测试架(9)、轴承(10)、轴承架(11)、采样片(12)、游丝(13)、搅拌器(14)构成；

其中旋转轴架(3)由轴架(3-1)、驱动板(3-2)、调节架(3-3)铆合组成，轴(5)由轴颈(5-1)、轴体(5-2)、轴尖(5-3)压制而成，采样片分为上采样片(12-1)、下采样片(12-2)；

其中轴(5)上端部套装在倒T形轴架(3-1)的中孔，中孔内壁与轴(5)上端的轴颈(5-1)配合固定，轴架(3-1)座部外凸缘上面与调节架(3-3)铆合连接，下面与驱动板(3-2)铆合连接，轴架(3-1)的竖柱安装在轴套(2)中；顶部由螺母(1)与电机的转子固定连接；

其中轴(5)中间的轴体(5-2)安装在上轴套(4)、下轴套(7)中，上轴套(4)的上面与游丝(13)一端连接，游丝(13)另一端与调节架(3-3)连接，上轴套(4)的下面与上采样片(12-1)连接；较长的下轴套(7)上端面与下采样片(12-2)连接，上部与拨片(6)连接，下部安装在固定搭子(8)中，下端与轴承架(11)连接；上采样片(12-1)、下采样片(12-2)伸入检测器；

其中轴(5)下端的轴尖(5-3)与轴承(10)垂直接触，轴体(5-2)下端部与测试架(9)水平连接；测试架(9)与搅拌器(14)连接。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征是：其中轴颈(5-1)由T12A材料制成。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征是：其中轴体(5-2)由1Cr18Ni9Ti材料制成。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征是：其中轴尖(5-3)由Y15Co55材料制成。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征是：其中轴承(10)由玛瑙制成。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征是：其中游丝(13)由铍青铜或3J53材料制成。