联轴器式扭矩传感器制造技术

联轴器式扭矩传感器，用于大、中型电机的扭矩在线动态监测。它由联轴器形的弹性体与以花键联接在其内孔并又与电机轴相配合的轴套构成联轴器，弹性体的圆柱面上开有环槽，应变片电桥贴在环槽的底部，环槽内装有信号变送处理电路板和发射模块，由硅胶封固，在弹性体的圆柱面上装有次级线圈，在联轴器外的支座上装有初级线圈，构成动芯电源变压器，为传感器提供电源。本传感器以联轴器的形式安装在受测电机输出轴上传递负荷，所测结果直接、真实；传感器外形及安装尺寸与被测电机的原联轴器相同，取代原联轴器，被测电机负载设备不必作相应的结构和基座位置的改变，有效地解决了在生产实地对大、中型电机扭矩的在线动态监测的难题。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术用于大、中型电机的扭矩在线动态监测。
技术介绍
在石油开采、矿山采掘、冶金机械、重型机械设备制造等领域，有许多大、中型电机在运行，大中型电机所驱动的大、中型设备常常是须连续运转的关健设备。实现对大、中型电机扭矩的在线监测，就能实现对大、中型设备进行动态管理、适时调控，有效地做到安全生产、节能降耗。在现有技术中，用于电机扭矩测试的传感器一般只限于小型电机，其中的电子式传感器由一个钢质轴形的弹性体、贴在弹性体上的应变片电桥，和变送该电桥输出信号的处理电路及与测试结果显示器相连的输出导线组成，传感器安装在特定的装置上。然而，大、中型电机与负载设备之间通常是采用联轴器对接，且安装基座固定，其间间距小，因此，扭矩测试装置很难安装，加上大、中型电机和所驱动的负载设备的体积和自重都很大，这使安装测试装置变得更加困难。此外，为求得较大的结合强度，大、中型电机上所装的联轴器通常是采用过盈配合，热套装配，也导致联轴器的拆卸十分困难。由于上述原因，目前对大、中型电机的扭矩检测只能在实验室和专业厂家模拟进行，而在生产现场对大、中型电机的扭矩进行在线监测则还处于空白。
技术实现思路
本技术的目的，是提供一种既可用作联轴器，又可进行扭矩测试的联轴器式的扭矩传感器，使大中型电机的在线扭矩监测能够实现。上述目的是依这样的技术方案予以实现的设置一个与电机轴相配合的轴套，将传感器的钢质弹性体做成联轴器的形状，轴套与弹性体之间以花键相联接，构成联轴器，在弹性体圆柱面上，开出环槽，槽底粘贴应变片电桥，环槽内装入信号变送处理电路板和发射模块，三者以导线依次连通，由硅胶于环槽内封固，仅露出发射模块的天线，在该环槽旁的弹性体圆柱面上，安装次级线圈，在联轴器外的支座上安装初级线圈，构成动芯式电源变压器，该变压器的初级线圈与外电源相连，以次级上产生的感应电流为传感器的信号变送处理电路板供电。将被测电机轴上的联轴器取下，以热套工艺将本技术中具有外花键的轴套过盈装配于电机轴上，再将具有内花键的联轴器形状的弹性体装在该轴套上，用螺钉紧固构成一个联轴器，将该联轴器与负载设备上的联轴器相联接；调整好装在弹性体圆柱面上的次级线圈与安装在联轴器外的支座上的初级线圈之间的间隙，将支座固定，取出间隙垫片，使之成为一个能工作的动芯式电源变压器；将该电源变压器的初级线圈与外电源接通，次级线圈即产生感应电流，由此为传感器供电；开动电机，生产进入运行，电机上的负载使作为联轴器的弹性体受扭而产生微小变形，粘贴在弹性体环槽底部的应变片电桥随之发生形变，产生阻值变化，向信号变送处理电路板输出变化的交流信号，经该电路进行处理，输出标准信号，由发射模块经其天线发送，通过接收装置，即得到电机在线的扭矩参数。本技术所具有的有益效果在于1.传感器以联轴器的形式安装在受测电机输出轴上传递负荷，所测结果直接、真实；传感器外形及安装尺寸与被测电机的原联轴器相同，取代原联轴器，被测电机的负载设备不必作相应的结构和基座位置的改变，有效地解决了在生产实地对大、中型电机扭矩的在线动态监测的难题。2.作为传感器的联轴器采取由轴套与弹性体以花键联接组成，可拆分，既适应热套工艺使联轴器与电机轴过盈配合，得到大的联接强度，又避免了实施热套工艺时高温对电子元件的损害；此外，轴套与弹性体采取花键滑动联接，既方便装配，又便于维修更换。3.采取动芯式电源变压器为传感器提供工作电源，可实现不间断供电，满足对被测电机长期连续稳定正常的监测的需要。附图说明图1为本技术轴向剖视图；图2为图1II部局放大图；图3为本技术电路的方框图。具体实施方式以下结合附图对本技术作进一步说明。参见图1，联轴器由联轴器形的弹性体1和以花键联接其内孔的轴套2组成，采用优质合金钢制造，弹性体1联接部A的外形和其上联接孔的尺寸与被测电机上原联轴器相同，轴套2的内孔和键槽的尺寸和公差满足被测电机轴热套工艺的要求，弹性体1与轴套2的花键尺寸与公差满足滑动配合的要求。以花键联接的弹性体1和轴套2采用螺钉14紧固。在弹性体1靠近联接部A的圆柱面上，开出2个相连的环槽，一个是小环槽3，另一个是大环槽13(见图2)，应变片电桥4由4段电阻应变片组成，均布地贴于大环槽槽底，构成测量电桥，信号变送处理电路板5和发射模块6置于大环槽内，应变片电桥4、信号变送处理电路板5、发射模块6以导线依次联接，线走在小环槽内，环槽4内各件由硅胶7封固，发射模块的天线穿过硅胶伸向空中。装在联轴器上为传感器供电的动芯式电源变压器由固定部分和旋转部分组成，旋转部分具有一个环状的内骨架8，固定在弹性体1环槽旁的圆柱面上，次级线圈9嵌在内骨架8上，次级线圈的输出端留出与电路板5联接的线头；固定部分具有一个罩于联轴器外的支座10，支座10上装有与内骨架外形相仿的外骨架11，初级线圈12嵌在外骨架11上，支座10上制作初级线圈输入端与外电源接通的接口。线圈的匝数以及初、次级线圈间的距离按变压器设计要求确定，支座10固定在适当的基础上。参见图3，信号变送处理电路板5由稳压电路、放大器电路、V/F变换电路和调制电路依次连接组成，动芯式电源变压器的次级接入稳压电路，应变片电桥4的输出导线接入放大器电路，发射模块6的输入端接入调制电路，外供电源通过导线接入动芯式电源变压器初级，经过耦合作用在其次级感应出交流电流，通过稳压处理为信号变送处理电路板提供工作电源，弹性体受扭使应变片电桥产生的阻值变化信号经放大器放大和V/F变换以及调制处理，成为标准信号，经发射模块进行功率放大后经其天线发射出去。权利要求1.联轴器式扭矩传感器，具有一个钢质弹性体、贴在弹性体上的应变片电桥、对电桥输出信号进行处理的信号变送处理电路板，其特征在于所述弹性体为联轴器形状，它与以花键联接在其内孔并又与电机轴相配合的轴套构成联轴器，弹性体的圆柱面上开有环槽，应变片电桥贴在环槽的底部，环槽内装有信号变送处理电路板和发射模块，应变片电桥、信号变送处理电路板、发射模块依次相联，由硅胶封固，在弹性体的圆柱面上装有次级线圈，在联轴器外的支座上装有初级线圈，构成动芯式电源变压器，支座上具有初级线圈与外电源相联的接口，次级线圈的输出端与信号变送处理电路板的相关接口相联。2.根据权利要求1的联轴器式扭矩传感器，其特征是，所述信号变送处理电路板5由稳压电路、放大器电路、V/F变换电路和调制电路依次连接组成，动芯式电源变压器的次级接入稳压电路，应变片电桥的输入导线接入放大器电路，发射模块的输入端接入调制电路。3.根据权利要求1的联轴器式扭矩传感器，其特征是，弹性体的圆柱面上固定有一环状的内骨架，次级线圈装在内骨架上，联轴器外的支座上装有与内骨架外形相仿的外骨架，初级线圈装在外骨架上。4.根据权利要求1的联轴器式扭矩传感器，其特征是，弹性体上的圆柱面上开出2个相连的环槽，应变片电桥均布地贴于其中的大环槽槽底，信号变送处理电路板和发射模块被硅胶封固在大环槽内，它们的联线被硅胶封固在其中的小环槽内。专利摘要联轴器式扭矩传感器，用于大、中型电机的扭矩在线动态监测。它由联轴器形的弹性体与以花键联接在其内孔并又与电机轴相配合的轴套构成联轴器，弹性体的圆柱面上开有环槽，应变片电桥贴在环槽的底部，环槽内装有信号变送处理电路板和发本文档来自技高网...

【技术保护点】
联轴器式扭矩传感器，具有一个钢质弹性体、贴在弹性体上的应变片电桥、对电桥输出信号进行处理的信号变送处理电路板，其特征在于：所述弹性体为联轴器形状，它与以花键联接在其内孔并又与电机轴相配合的轴套构成联轴器，弹性体的圆柱面上开有环槽，应变片电桥贴在环槽的底部，环槽内装有信号变送处理电路板和发射模块，应变片电桥、信号变送处理电路板、发射模块依次相联，由硅胶封固，在弹性体的圆柱面上装有次级线圈，在联轴器外的支座上装有初级线圈，构成动芯式电源变压器，支座上具有初级线圈与外电源相联的接口，次级线圈的输出端与信号变送处理电路板的相关接口相联。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赵勇，谢文献，周广军，袁伯利，齐文东，王雄，田心春，
申请(专利权)人：荆州市沙市科隆仪表研究所，
类型：实用新型
国别省市：42[中国|湖北]