CN201016824Y - 主齿轴承预紧力矩测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种主齿轴承预紧力矩测量装置，由单片机系统、控制开关、LED显示单元和力传感单元(3)、减速电机(2)构成。单片机系统与力传感单元(3)连接、减速电机(2)连接。减速电机(2)通过其输出轴浮动支承，电机座与悬臂(10)构成一个整体固定在减速电机(2)的定子上，悬臂(10)的一端与力传感单元(3)相接触。主齿外壳(8)固定于夹具(9)上，减速电机(2)的转子通过拨盘(6)转动主齿上的凸缘(7)。本实用新型克服了现有技术测量时难以保证转速恒定和连续转动的不足，提供了一种测量时能保证转速恒定和连续转动，测量精确的主齿轴承预紧力矩的装置，可广泛应用在机械装配上。

Description

主齿轴承预紧力矩测量装置

技术领域

本实用新型涉及一种力矩测量装置，特别是一种主齿轴承预紧力矩测量装置。

背景技术

在现代制造工业中，经常使用锁紧螺母来调节轴承的预紧状态，既防止螺母松动又保证轴承的回转精度及摩擦阻力，如汽车主减速器上主动齿轮轴螺母，通过螺母相对螺杆的转动从而实现锁紧螺母的拧紧，螺母的拧紧力矩及轴承预紧力矩是主齿锁紧螺母的重要参数。现有技术对轴承预紧力矩的测量方法有弹簧称法和力矩扳手法。弹簧称法是在突缘上套一个圆盘，绕上绳子，人工通过弹簧称拉动绳子使突缘转动，测量拉力，乘以圆盘半径即得力矩。力矩扳手法是利用力矩与变形成正比的原理，将扳手的手柄做成弹性结构，用百分表检测变形量，人工转动扳手使突缘转动时测出主齿轴承的预紧力矩。上述两种测量方法的缺点是测量时难以保证转速恒定和连续转动。

实用新型内容

本实用新型克服了现有技术的不足，提供了一种能使突缘连续转动并在转速恒定时测量主齿轴承预紧力矩的装置。

为解决上述的技术问题，本实用新型采用以下技术方案：

主齿轴承预紧力矩测量装置，由单片机系统、控制开关、LED显示单元和力传感单元3、减速电机2构成。力传感单元3通过放大处理模块与单片机系统连接，减速电机2通过电机驱动模块与单片机系统连接，控制开关和LED显示单元与单片机系统连接。减速电机2通过其输出轴浮动支承，电机座与悬臂10构成一个整体固定在减速电机2的定子上，悬臂10的一端与力传感单元3相接触。  主齿外壳8固定于夹具9上，减速电机2的转子通过拨盘6转动主齿上的凸缘7。

更进一步的技术方案是力传感单元3由力感元件、转换元件、测量电路和辅助电源构成。

更进一步的技术方案是力感元件是广州电测仪器厂生产的YZC-328型力传感器。

更进一步的技术方案是单片机系统由AVR单片机ATmega16、A/D转换模块、开关量输入输出模块构成。

更进一步的技术方案是减速电机2是单相交流减速电机。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是在主齿轴承预紧力矩测量时能保证主齿轴承的转速恒定和连续转动，测量精确。

附图说明

图1为本实用新型的电气系统框图

图2为本实用新型的原理图。

图3为本实用新型的力传感单元3的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步阐述。

如图1所示，力传感单元3通过放大处理模块与单片机系统连接，减速电机2通过电机驱动模块与单片机系统连接，控制开关和LED显示单元与单片机系统连接。放大与处理模块用于完成力传感单元3的输出的信号放大，即将一个mV级的电压信号经两级差分运算放大器放大到后级A/D能够准确采集的V级的电压信号。单片机系统完成信号的采集与处理，控制信号的发出，以及力矩测量值的显示控制。当操作者合上控制开关时，单片机系统即获得信号，将根据预先设置的模式进行力矩的测量。单片机输出的TTL电平的控制信号通过电机驱动电路，驱动单相交流减速电机2的启停与方向。LED显示单元采用8只LED数码管作为显示屏，分成两组，每组4只，分别显示最大转动力矩和平均转动力矩，显示精度为0.01N·m。

如图2所示，减速电机2通过其输出轴浮动支承，电机座与悬臂10构成一个整体固定在减速电机2的定子上，悬臂10的一端与力传感单元3相接触，在悬臂尾端即某一力臂处用力传感器单元3测量切向约束力的大小F，则可由单片机系统计算出电机输出力矩。主齿外壳8固定于夹具9上，减速电机(2)的输出轴通过拨盘6转动主齿上的凸缘7。主齿轴承的预紧力矩将反作用到电机输出轴上，进而作用到力传感器3上。在测量时，电机转动，通过拨叉带动突缘6，主减速器上的预紧力将传递到力传感器单元3上，只需确定力臂即可得到主齿轴承预紧力矩值。

如图3所示，力传感单元3由力感元件、转换元件、测量电路和辅助电源构成。

本实用新型的操作步骤如下：

1.待测主齿随夹具到达测量工位后，操作者将用平衡器悬挂着的测量装置拉下，使拨盘6与凸缘止口对接进行定位。

2.操作者按下把手上的控制按钮开关启动减速电机2，以固定转速转动主齿凸缘6，两排LED分别以闪烁方式显示1.2秒内的最大转动力矩和平均转动力矩值。

3.操作者持续按下控制按钮转动6秒后，LED变为稳定显示。

4.操作者松开把手上的按钮开关，减速电机2停止但保留LED上显示的力矩值。若不足6秒松开把手上的按钮开关，LED继续以闪烁方式显示松开时刻的力矩值。

5.测量过程结束，操作者将测量装置上提，使拨盘6与主齿凸缘止口脱开，工件流向下一工位。

Claims (5)

1.一种主齿轴承预紧力矩测量装置，由单片机系统、控制开关、LED显示单元和力传感单元(3)、减速电机(2)构成，其特征在于力传感单元(3)通过放大处理模块与单片机系统连接，减速电机(2)通过电机驱动模块与单片机系统连接，控制开关和LED显示单元与单片机系统连接；减速电机(2)通过其输出轴浮动支承，电机座与悬臂(10)构成一个整体固定在减速电机(2)的定子上，悬臂(10)的一端与力传感单元(3)相接触；主齿外壳(8)固定于夹具(9)上，减速电机(2)的转子通过拨盘(6)转动主齿上的凸缘(7)。

2.根据权利要求1所述的主齿轴承预紧力矩测量装置，其特征在于所述的力传感单元(3)由力感元件、转换元件、测量电路和辅助电源构成。

3.根据权利要求2所述的主齿轴承预紧力矩测量装置，其特征在于所述的力感元件是广州电测仪器厂生产的YZC-328型力传感器。

4.根据权利要求1所述的主齿轴承预紧力矩测量装置，其特征在于所述的单片机系统由AVR单片机ATmega16、A/D转换模块、开关量输入输出模块构成。

5.根据权利要求1所述的主齿轴承预紧力矩测量装置，其特征在于所述的减速电机(2)是单相交流减速电机。

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