安裝在孔中的載荷傳感器和管狀插件的結合件的製作方法

2023-07-22 02:25:21

專利名稱：安裝在孔中的載荷傳感器和管狀插件的結合件的製作方法
技術領域：
本發明設計一種用於安裝在機器部件中的孔裡的載荷傳感器(load cell)和管狀插件的結合件，例如軸承殼壁中的孔中。
背景技術：
在不同的情況下，所關心的是測量作用在軸承殼或另一可比較的機器 部件上的載荷。該情況是例如在礦山的礦石破碎機附近，在此多塊巖石裝 入到碎石機中然後在大致為管狀的破碎機旋轉過程中被碎裂成較小的部 分。在這樣的礦石破碎機中，其被支撐用於圍繞布置在軸承殼體中的軸承 中的縱軸旋轉，連續監視作用在軸承上的載荷能夠用來控制礦石破碎機的 工作條件以及還可用於控制給礦石破碎機添加要被處理的巖石材料。
為此，載荷傳感器已經主要以應變儀的形式得以使用，用於確定該軸 承的載荷。雖然存在適合於該任務的載荷傳感器的其他例子，但是該載荷 傳感器例如是一種名稱為GOZINTA由瑞典的Wesmar AB出售的傳感器。 GOZINTA載荷傳感器必需被推入到具有非常狹窄配合的孔中，其還使安 裝和拆卸較困難。
但是在測試過程中已經發現現有解決方案給出的輸出信號非常小，可 以認為這是載荷傳感器和圍繞其的測量對象的壁之間的張力較小的結果。

發明內容
本發明的目的是以能夠得到所述類型的載荷傳感器的方式提供一種能 安裝在孔中的結合式載荷傳感器和管狀插件，並且在孔中具有足夠的張 力，用於允許載荷傳感器發射出足夠高的輸出信號以給出令人滿意的載荷 測量結果，並且這一目的是通過權利要求1限定的特徵所給出的載荷傳感 器和管狀插件而實現的。


4此後將參照示意性圖示附圖的實施例更詳細地描述本發明。
圖1表示穿過具有孔的壁的橫截面，其中插入帶有載荷傳感器的管狀
插件也表示在橫截面圖中；
圖2是圖示載荷傳感器中的應變儀的定位的示意性端部視圖3是帶有不同於圖2示意性圖示但是和結合於圖1中的實施例相似
的載荷傳感器的插件的端部視圖4是如圖1所示的插件的側視圖5示意性圖示插件的另一實施例的橫截面圖6是根據本發明的插件的另一實施例的橫截面圖；以及
圖7是軸承外座圈的橫截面圖，其示意性地表示了將插件配合到座圈
孔中的例子，並且用圓圈表示了放大部分。
具體實施例方式
圖1表示穿過機器部件的部分示出的壁1的橫截面，其中載荷作用在 要被測量的部件上。孔2布置在壁1中，並且在圖示的實施例中，該孔2 是通孔，雖然其還可以是盲孔。在孔2中從其一側插入帶有載荷傳感器的 管狀插件， 一起被表示為3，並且將外套管4在其中的一個軸端處結合到 一體的壓力凸緣5上。外套管4的內殼面形成有一般為錐形的鋸齒形狀。
內套管6裝備有載荷傳感器7。該內套管6具有形成有一般為錐形的 鋸齒形狀的外殼表面，其是外套管4的內殼面中的鋸齒形狀的補體。鎖定 環8具有設置有內螺紋的內凸緣壁，其能夠旋擰到與具有錐形鋸齒形狀的 端部相對的內套管的端部的外螺紋上，因此允許內套管6和鎖定環8能夠 拆開但是牢固地互連，因此當完全旋檸到內套管6的螺紋上時，在壓力凸 緣5和鄰近的鎖定環8的環形部分之間存在較小的間隙9。鎖定環8設置 有多個螺紋通孔10，在每個螺紋通孔中定位有埋頭螺釘(grub screw) 11。當埋頭螺釘11被上緊時，這些埋頭螺釘11的端部將推靠一體的壓力 凸緣5，因此通過在它們上緊其間由埋頭螺釘施加的力以及內套管6和鎖 定環8之間牢固的互連，使外套管4和內套管6受力從而易於使外套管4 和內套管6在相對的軸向方向上移位。內套管6和外套管4之間增加的夾 持力將使外套管4膨脹，因此將會得到抵靠壁1中的孔2的牢固的夾持 力。鎖定環8具有開口 12，用於信號電纜(未示出)到達載荷傳感器7的通道。
圖2示意性表示載荷傳感器7的可能實施例，其中圖示有作用在所述 載荷傳感器上的載荷F的主方向以及形成部分載荷傳感器7的應變儀13 的定位。
圖3是從圖1的左側看到的管狀插件和載荷傳感器的端視圖。在該實 施例中，設置有四個通孔14,橋接每對鄰近通孔14的部分裝備有未另外 示出的應變儀，和圖2所示的實施例相同的應變儀因此將會以和應變儀13 相似的方式進行定位。從圖中還能夠看到外套管4具有縱向狹槽15。
圖4表示從側部看到圖3中的管狀插件和載荷傳感器3。
當插件4、 6被插入到壁1的孔2中時，只要埋頭螺釘11還沒有上 緊，由於孔2的壁和外套管4的外殼面之間存在一定間隙，所以能夠容易 地引入插件。當鎖定環8已經被旋擰到內套管6的端部上並且正在上緊埋 頭螺釘時，外套管4的膨脹將導致孔2、外套管4、內套管6之間以及因 此還有孔2和載荷傳感器7之間的緊密配合，這將因此在孔2中具有足夠 的預張力以便能夠發出表示機器部件1上的當前載荷的強信號。
機器部件1中的孔2優選定位於存在應力中心的位置，對於每個應用 場合必需對在何處使用載荷傳感器進行計算。
圖5圖示載荷傳感器7和管狀插件3的結合件的第二實施例，其包含 具有彼此面對的互補的錐形鋸齒形狀的表面的外套管4和內套管6。該圖 所示的實施例和圖1所示的實施例的主要不同在於該情況下的壓力凸緣5， 沒有和外套管4形成一體，而是被布置為鬆散的環，其被布置成以包圍內 套管6的端部。在圖5中，插件和載荷傳感器的結合件的一部分被圖示為 沒有應當被引入到其中的孔並且還被表示為沒有插入到螺紋通孔10中的 上緊螺釘。鎖定環8和壓力凸緣5'之間的間隙9將通過所述未示出的上緊 螺釘得以調節。
圖6表示載荷傳感器7和管狀插件3的結合件的另一實施例，其包含 外套管4，和內套管6，。在該實施例中，外套管4'以和圖1所示的實施例的 外套管4相同的方式設置有一體的壓力凸緣5。和提到的第一實施例的不 同在於內套管6，和外套管4'的配合錐形表面都設置有直的錐形面，即，這 些表面沒有形成鋸齒。當將結合的載荷傳感器和插件與較小尺寸的軸承結合使用時這將特別有利，這是因為至少外錐形套管的尺寸在此情況下將會 比較小從而使得形成鋸齒的錐形將意味著套管的較薄的端部對於要足夠剛 性而言會很薄。
另外所有這些實施例的功能將和圖1-4所示的實施例有關的描述相同。
最後圖7表示穿過軸承的外座圈r的橫截面，其中座圈設置有大致為
徑向延伸的孔2，。封閉部分被表示成更大的比例，並且在此能夠容易地看 到在此以簡化形式表示的相結合的載荷傳感器和插件3是如何被引入到通 孔2 ，中，用於實現以精確且可靠的方式測量作用在軸承環上的載荷。
本發明不限於附圖所示以及參照附圖描述的實施例，但其》務改和變形 會在所附的權利要求的範圍內。
因此，說明書的介紹部分主要針對與礦石破碎機有關的問題，但是很 顯然，如所附權利要求中所述的載荷傳感器和管狀插件的結合還可有利地 用在支撐其他類型的機器構件例如風力發電廠的主旋翼軸、被稱為POD 的船舶推進單元的主軸等的軸承處。
權利要求
1.一種用於安裝在機器部件(1，1』)的孔(2，2』)中的載荷傳感器(7)和管狀插件(3)的結合件，其中載荷傳感器(7)在結構上連接於內套管(6，6』)，該內套管在外套管(4，4』)內能夠軸向移位，並且能夠插入到孔(2，2』)中，所述內套管和外套管(6，4；6』，4』)具有彼此面對的相互為錐形殼表面的部分，設備(5，8，11)被設置成用於使內套管(6，6』)和外套管(4，4』)相對於彼此軸向移位從而使外套管(4，4』)部分膨脹用於增加插件(3)和孔(2，2』)之間的夾緊力，因此給載荷傳感器(7)足夠的預張力以便發出表示作用在機器部件(1，1』)上的當前載荷的信號。
2. 如權利要求1所述的結合件，其中載荷傳感器(7)是內套管(6, 6，)的整合部分。
3. 如權利要求1或2所述的結合件，其中鎖定環(8)能夠在遠離內 套管(6， 6，)的錐形部分的端部處可拆開地連接到內套管(6， 6，)。
4. 如權利要求3所述的結合件，其中環形凸緣(5， 5，)設置在遠離 外套管(4)的錐形部分的外套管(4)的端部和鎖定環(8)之間。
5. 如權利要求3所述的結合件，其中環形凸緣(5)是外套管(4， 4')的整合部分。
6. 如權利要求3所述的結合件，其中環形凸緣(5，)是與外套管 (4)分開的部分。
7. 如權利要求4到6中的任一項所述的結合件，其中推動設備(11 ) 被布置成以在鎖定環(8)和環形凸緣(5， 5')之間推動，因此使得內套 管(6, 6，)和外套管(4, 4，)相對於;f皮此軸向移位。
8. 如權利要求5所述的結合件，其中鎖定環(8)具有多個沿著軸向 延伸並且容納用作所述推動設備以在所述內套管和外套管(6, 4; 6，， 4，)之間產生相互軸向移位的埋頭螺4丁 ( 11 )的螺紋通孔(10)。
9. 如前述權利要求中的任一項所述的結合件，其中載荷傳感器(7) 被設計為具有多個通孔(14)的圓盤，具有定位在每對鄰近的通孔(14) 之間的橋接處的應變儀。
10. 如前述權利要求中的任一項所述的結合件，其中內套管(6, 6，)和外套管(4, 4，)的表面具有配合的錐形的鋸齒形狀外形。
11.如權利要求1到9中的任一項所述的結合件，其中內套管(6， 6，)和外套管(4， 4，)的表面具有配合的直錐形的外形。
全文摘要
本發明涉及一種用於安裝在機器部件(1)的孔(2，2』)中的載荷傳感器(7)和管狀插件(3)的結合件，其中載荷傳感器(7)在結構上連接於內套管(6)，該內套管在外套管(4)內能夠軸向移位，並且能夠插入到孔(2)中，所述內套管和外套管(6，4)具有彼此面對的相互為錐形殼表面的部分，設備(5，8，11)被設置成用於使內套管(6)和外套管(4)相對於彼此軸向移位從而使外套管(4)部分膨脹用於增加插件(3)和孔(2)之間的夾緊力，這因此給載荷傳感器(7)足夠的預張力以便發出表示作用在機器部件(1)上的當前載荷的信號。
文檔編號G01L1/20GK101680738SQ200880020863
公開日2010年3月24日 申請日期2008年3月18日 優先權日2007年4月19日
發明者亨裡克·E·安德森, 斯圖爾·奧斯特林 申請人:Skf公司