专利名称：一种用于齿轮轴超大量程扭矩测量的扭变传递测量装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种齿轮轴超大量程扭矩测量的扭变传递测量装置。
背景技术：
齿轮轴上输出或被施加的超大量程扭矩测量多应用于重型装备中的齿轮传动系统中的输出载荷均衡控制和安全保护监测，如海洋平台升降装置、大坝升船机提升装置、大型掘进设备、重型能源装备等，此类装备的每个传动轴承载的扭矩一般在几万甚至数百万牛米。通常的扭矩测量均采用专用扭矩传感器装置，这些装置虽然结构和测量原理各不相同，但具有一个共同特点需要作为一个独立的单元以串联介入的模式连接在被测对象
或机构中，这种模式虽然使传感器装置具有相对的独立性和易标准化等优点，但是对于某些实际应用工程装备，尤其是承受大载荷或超大载荷的装置中，通常的扭矩测量装置却因为下述的两个致命的缺点而无法应用一是被测对象或系统结构中根本不可能留有供传感器装置介入安装的空间尺寸；二是传感器装置及所需连接装置的成本太高，市场难以接受。
发明内容本实用新型的目的正是针对上述现有技术中所存在的不足之处而提供一种用于齿轮轴超大量程扭矩测量的扭变传递测量装置。本实用新型主要设计思路是根据材料力学原理，当齿轮轴承载载荷时，其承受扭矩作用的轴段部分将以其中心轴线为转轴产生扭转形变，其结果将会使轴端与齿轮外端面之间产生相对的角度偏差，因此可以利用齿轮轴作为扭矩测量的敏感元件、用该轴受力扭转时前后端相对角度变化来反映扭矩的大小。本实用新型的目的可采用下述技术措施来实现本实用新型的用于齿轮轴超大量程扭矩测量的扭变传递测量装置包括适用于安装和固定扭矩传递部件的齿轮轴，以与齿轮轴共轴线方式安装在齿轮轴中空柱腔内的扭矩测量的扭矩传递杆和扭变测量部段，所述扭矩传递杆与扭变测量部段以静配合的方式对接在一起，所述扭矩传递杆与扭变测量部段的结合端通过传递杆支撑轴承与设置在齿轮轴中空柱腔内的轴承套相结合，所述扭矩传递杆与扭变测量部段的另一端通过固定连接件分别与齿轮轴中空柱腔的左右端相固接；在所述扭变测量部段上安装扭变角度检测敏感元件；所述扭变角度检测敏感元件信号输出端通过放大电路连接到电滑环，电滑环的内环通过滑环出线固定架将测量信号引致测量仪表或数据采集系统。本实用新型中所述扭矩传递杆的直径小于齿轮轴中空柱腔的孔径；所述扭变测量部段的直径小于扭矩传递杆的直径，且所述扭变测量部段采用薄壁空心结构或实心轴结构。更具体讲本实用新型中齿轮轴内加工有可安装扭变传递测量装置的通孔，扭矩传递杆的一端加工有法兰盘，可与齿轮轴的某一承力端进行固定，对于具有一定长度的扭矩传递杆，可在扭矩传递杆法兰盘端至扭变测量部段内端的适当部位安装支撑轴承，避免传递杆产生偏离轴心的弯曲变形，扭变测量部段外端加工有与端部固定盖固定连接的键槽端头，可通过端部固定盖将该端固定在齿轮轴的另一承力端，用于对扭变信号进行放大和输出的电路及电滑环可安装在扭矩传递杆端部固定盖外侧。本实用新型的扭变测量部段由于采用空心或较小直径结构，扭矩传递杆及其它部分采用了直径较大且为实心的结构，两者之间相比具有较大的刚度差异，且扭变测量部段轴向长度相对较�。食萋种岢惺芘ぞ刈饔枚蔚牧蕉伺ぷ嵌鹊谋浠嵩谂け洳饬坎慷紊喜洗蟮娜浦崤ぷ湫危ü沧霸谄渖厦娴募觳庠纯刹饬砍龀萋种嵩谂ぞ刈饔孟碌呐ぷ嵌缺浠ü甓ㄗ爸每苫竦镁冉细叩呐ぞ�(载荷)与输出信号间的对应关系O本实用新型的有益效果如下 由于本实用新型采用被测对象齿轮轴作为扭矩测量敏感元件，将扭矩测量机构设计在齿轮轴内部，避免了通常扭矩测量装置的串联介入安装的空间需求模式，不但使某些重型装备的超大量程扭矩测量在结构上得以实现，而且还大大降低了成本。
图I为本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
本实用新型以下将结合实施例(附图)作进一步描述如图I所示，本实用新型的用于齿轮轴超大量程扭矩测量的扭变传递测量装置包括适用于安装和固定扭矩传递部件的齿轮轴(1)，以与齿轮轴共轴线方式安装在齿轮轴中空柱腔内的扭矩测量的扭矩传递杆(2)和扭变测量部段(6)，所述扭矩传递杆(2)与扭变测量部段(6)以静配合的方式对接在一起，所述扭矩传递杆(2)与扭变测量部段(6)的结合端通过传递杆支撑轴承(3)与设置在齿轮轴中空柱腔内的轴承套(4)相结合，所述扭矩传递杆(2)与扭变测量部段(6)的另一端通过固定连接件分别与齿轮轴中空柱腔的左右端相固接；在所述扭变测量部段(6)上安装扭变角度检测敏感元件；所述扭变角度检测敏感元件信号输出端通过放大电路(7 )连接到电滑环(9 )，电滑环(9 )的内环通过滑环出线固定架
(10)将测量信号引致测量仪表或数据采集系统。更具体描述为齿轮轴(I)设计为空心轴；扭矩传递杆(2)安装在齿轮轴(I)内部，其一端通过法兰固定在齿轮轴(I)轴端，其直径略小于齿轮轴(I)的通孔直径，其另一端固定对接有适当长度尺寸的扭变测量部段(6);扭矩传递杆(2)和扭变测量部段(6)之间设计有支撑轴承(3)，扭变测量部段(6)为直径小于扭矩传递杆(2)的薄壁空心或较小直径的实心轴，使其刚度远小于扭矩传递杆(2)，另外其端头设计有键槽，用于通过端部固定盖
(8)固定在齿轮轴(I)的另一端，当齿轮轴(I)两端承受扭转载荷时，其两轴端产生的角度扭转变化被传递到扭变测量部段(6)上，通过其上面的检测元件检测该变化量可获得齿轮轴(I)承载的扭矩。
权利要求1.一种用于齿轮轴超大量程扭矩测量的扭变传递测量装置，其特征在于该装置包括适用于安装和固定扭矩传递部件的齿轮轴(1)，以与齿轮轴共轴线方式安装在齿轮轴中空柱腔内的扭矩测量的扭矩传递杆(2)和扭变测量部段(6)，所述扭矩传递杆(2)与扭变测量部段(6)以静配合的方式对接在一起，所述扭矩传递杆(2)与扭变测量部段(6)的结合端通过传递杆支撑轴承(3)与设置在齿轮轴中空柱腔内的轴承套(4)相结合，所述扭矩传递杆(2)与扭变测量部段(6)的另一端通过固定连接件分别与齿轮轴中空柱腔的左右端相固接；在所述扭变测量部段(6)上安装扭变角度检测敏感元件；所述扭变角度检测敏感元件信号输出端通过放大电路(7)连接到电滑环(9)，电滑环(9)的内环通过滑环出线固定架(10)将测量信号引致测量仪表或数据采集系统。
2.根据权利要求I所述的用于齿轮轴超大量程扭矩测量的扭变传递测量装置，其特征在于所述扭矩传递杆(2)的直径小于齿轮轴中空柱腔的孔径。
3.根据权利要求I所述的用于齿轮轴超大量程扭矩测量的扭变传递测量装置，其特征在于所述扭变测量部段(6)的直径小于扭矩传递杆(2)的直径，且所述扭变测量部段(6)采用薄壁空心结构或实心轴结构。
专利摘要一种用于齿轮轴超大量程扭矩测量的扭变传递测量装置，该装置包括适用于安装和固定扭矩传递部件的齿轮轴，以与齿轮轴共轴线方式安装在齿轮轴中空柱腔内的扭矩测量的扭矩传递杆和扭变测量部段，所述扭矩传递杆与扭变测量部段以静配合的方式对接在一起，所述扭矩传递杆与扭变测量部段的结合端通过传递杆支撑轴承与设置在齿轮轴中空柱腔内的轴承套相结合，所述扭矩传递杆与扭变测量部段的另一端通过固定连接件分别与齿轮轴中空柱腔的左右端相固接；在所述扭变测量部段上安装扭变角度检测敏感元件；所述扭变角度检测敏感元件信号输出端通过放大电路连接到电滑环，电滑环的内环通过滑环出线固定架将测量信号引致测量仪表或数据采集系统。
文档编号G01L3/04GK202582802SQ20122021797
公开日2012年12月5日 申请日期2012年5月16日 优先权日2012年5月16日
发明者孙志杨, 薄悦, 卢志辉, 张伟伟, 陈超, 游广飞, 张磊乐, 乔永强 申请人:郑州机械研究所
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