[发明专利]一种回转体动态扭矩测试传感器

说明书

技术领域

本发明涉及扭矩测试传感器，尤其是涉及一种回转体动态扭矩测试传感器。

背景技术

机器中常见的回转体有齿轮、带轮、链轮和车轮等，在设计机器时，需要知道机器回转体传递的扭矩。传统的方法是把安装回转体的转轴截断，再由一个扭矩传感器把两个截断的转轴连接在一起，通过该扭矩传感器测量回转体传递到转轴扭矩，或测量转轴传递到回转体的扭矩，这种方法测量可靠，但是，在工作现场，往往没有安装该扭矩传感器的位置，也不允许把转轴截断；扭矩无线测试装置可以在不截断转轴的情况下测量外表没有保护装置的转轴扭矩，但是，机器的转轴常常被一些结构件盖住，或没有空间安装无线测试装置；有人通过在带轮上粘贴应变片，测量带轮传递的扭矩，但是，这种方法标定困难，在小的带轮上粘贴应变片非常困难，或不可能；有人设计出了专门测试车轮的扭矩传感器，这种传感器还可以同时测量出车轮在不同方向受到的作用力，但是，该传感器结构非常复杂，价格非常高，一般单位根本用不起。所以，工业中需要一种结构简单，安装方便的回转体扭矩传感器。

发明内容

本发明的目的在于针对现有扭矩测试传感器结构复杂、不能适应一些场合实时测试动态扭矩的不足，提供一种回转体动态扭矩测试传感器。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种回转体动态扭矩测试传感器，它包括转轴、轴端螺钉、垫片、键、无线扭矩节点、电阻应变片、测力轴套、回转体、回转体轴向定位阻挡销；其中，所述回转体和测力轴套均与转轴间隙配合，测力轴套与转轴通过键连接，测力轴套与回转体通过法兰螺钉固定连接；轴端螺钉压在垫片上，并与转轴固定连接，以防止测力轴套从转轴上向右滑脱；回转体轴向定位阻挡销安装在转轴上，限制回转体的轴向位移；两个电阻应变片间隔180°对称粘贴在测力轴套的外圆柱面的两侧，接成全桥电路，用于测试测力轴套的负载扭矩，电阻应变片的轴向位置在测力轴套的法兰和键之间；无线扭矩节点粘贴或捆绑在测力轴套的外圆柱面上，用于采集发射电阻应变信号；两个电阻应变片通过导线与无线扭矩节点连接；由下式即可计算出转轴和回转体之间的扭矩；其中，T为扭矩，D为测力轴套7外圆柱面的直径，d为测力轴套7的内孔直径，E为测力轴套7材料的弹性模量，μ为测力轴套7材料的泊松比，γ为切应变。

本发明与现有技术相比，具有的有益效果是：

1、在测量回转体传递的扭矩时，不需要把回转体转轴截断，并通过扭矩传感器把两根截断轴连接起来测量回转体的扭矩。测量转矩时，对回转体轴无损伤。

2、由于采用粘贴应变片来测量扭矩，测量原理简单，夹具设计方便，从而使得该扭矩传感器制作方便，制作成本低，且测量精度高。

3、由于应变片和无线扭矩节点体积小，所以所需的安装空间小。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图中：转轴1、轴端螺钉2、垫片3、键4、无线扭矩节点5、电阻应变片6、测力轴套7、法兰螺钉8、回转体9、回转体轴向定位阻挡销10、无线网关11。

具体实施方式

如图1所示，本发明包括转轴1，轴端螺钉2，垫片3，键4，无线扭矩节点5，电阻应变片6，测力轴套7，法兰螺钉8，回转体9，回转体轴向定位阻挡销10，无线网关11。

回转体9和测力轴套7与转轴1间隙配合，测力轴套7通过键4与转轴1连接，法兰螺钉8把测力轴套7与回转体9固定连接；轴端螺钉2压在垫片3上，与转轴1固定连接，以防止测力轴套7从转轴1上向右滑脱，回转体轴向定位阻挡销10限制回转体9的轴向位移。电阻应变片6二等分粘贴在测力轴套7的外圆柱面上，其轴向位置在测力轴套7的法兰和键4之间；将二个电阻应变片6接成全桥电路，用于测试测力轴套7的负载扭矩，无线扭矩节点5粘贴或捆绑在测力轴套7的外圆柱面上，用于采集发射电阻应变信号，电阻应变片6通过导线和无线扭矩节点5连接；无线网关11和计算机连接，用于实时接收无线扭矩节点5发射出来的电阻应变信号。

由于回转体9和测力轴套7与转轴1是间隙配合，转轴1上的动力只有经过键4、测力轴套7和法兰螺钉8才能传递到回转体9上。测力轴套7在传递转轴1上扭矩的过程中，在其外圆柱面上产生扭转变形，粘贴在测力轴套7的外圆柱面上的电阻应变片6也产生变形，引起应变片电阻的变化，从而改变整个全桥电路电压的变化，通过无线扭矩节点5转化成无线应变信号，计算机通过无线网关11实时接收无线扭矩节点5发射出来的应变信号，并由公式计算出转轴1和回转体9之间的扭矩；其中，T为扭矩，D为测力轴套7外圆柱面的直径，d为测力轴套7的内孔直径，E为测力轴套7材料的弹性模量，μ为测力轴套7材料的泊松比，γ为切应变。