一种竖直使用具有挠性偏移补偿功能的扭矩传递测量结构的制作方法

本发明涉及一种具有挠性偏移补偿功能的扭矩测量结构，特别涉及一种竖直使用具有挠性偏移补偿功能的扭矩传递测量结构。

背景技术：

现代机械设备中，高速旋转设备的应用越来越多。在这些设备中，经常需要测量旋转轴的扭矩及转速等参数。目前，在测量扭矩和转速的设备中，转速扭矩仪与联轴器使用比较广泛，但是在采用竖直轴系的设备旋转过程中，轴系除了周向转动，在两相邻两个部件连接时还会因为同轴度不好而使得轴系在旋转过程中有微小的挠性偏移，这时就需要一种可以在带有挠性偏移的竖直轴系轴连接结构中使用、可传递并测量扭矩值和转速等参数的装置。现有的扭矩传感器和联轴器没有专门针对竖直使用测量转动过程中有挠性摆动的轴向系统。目前，已经授权、公开的专利包括《动力挠性传动扭矩检测试验装置》(申请号：CN201010530870.1公告号：CN102004013A)；《一种双曲面齿联轴器》(申请号：CN201020226547.0公告号：CN201794941U)等。但以上专利相关的装置主要应用在水平轴系环境下，在竖直轴系设备中无法使用。

技术实现要素：

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种竖直使用具有挠性偏移补偿功能的扭矩传递测量结构，解决了无法使用齿式联轴器和扭矩传感器来测量存在挠性偏移的竖直轴系设备中扭矩等参数的问题，在竖直轴系设备中存在挠性偏移时，测量扭矩、转速等参数，消除了在竖直轴系中由于齿式联轴器无法安装及轴对接部分同轴度要求较高的缺陷，减小对所测量扭矩、转速等参数的影响，从而提高扭矩、转速的测量精度。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种竖直使用具有挠性偏移补偿功能的扭矩传递测量结构，包括传动带轮1，齿式联轴器Ⅰ2连接到传动带轮1上，齿式联轴器Ⅰ2上放置齿式联轴器Ⅱ3，齿式联轴器Ⅱ3与齿式联轴器Ⅰ2之间通过齿轮传递扭矩，轴向采用深沟球轴承9进行支撑和减摩，齿式联轴器Ⅱ3上方与扭矩传感器4的转子的下部连接，扭矩传感器4的转子上部与齿式联轴器Ⅲ5连接，齿式联轴器Ⅲ5与位于其上方的齿式联轴器Ⅳ7用齿轮啮合传递扭矩，齿式联轴器Ⅳ7与轴6通过周向连接并用挡板将齿式联轴器Ⅳ7进行轴向固定，将扭矩传递给轴6。

所述深沟球轴承9的内圈固定到齿式联轴器Ⅱ3上，外圈放置到齿式联轴器Ⅰ2上的凸台上，使得齿式联轴器Ⅱ3与齿式联轴器Ⅰ2有相对转动时，不会产生端面摩擦。

所述扭矩传感器4采用法兰式扭矩传感器，使轴系允许有一定的横向挠度偏移。

所述扭矩传感器4的外壳采用两个固定支架8固定在机架上。使得扭矩传感器4的外壳更加稳定，保证传感器测量的精度。

所述扭矩传感器4的外壳和转子之间的间隙允许转子和外壳轴线之间有一定的摆角。

所述齿式联轴器Ⅱ3和齿式联轴器Ⅲ5上采用鼓形直齿，齿式联轴器Ⅰ2和齿式联轴器Ⅳ7上采用直齿。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

将齿式联轴器Ⅱ3、齿式联轴器Ⅲ5与扭矩传感器4连接到一起后，可以保证轴系对接的两个部件安装时，同轴度有一个较宽的许可范围，可以补偿安装过程中相邻部件的不同轴而引起的挠性偏移，从而确保扭矩和转速的测量精度。

目前，齿式联轴器只适合使用在水平轴装置的扭矩传递，通过齿式联轴器Ⅲ5与轴固定，齿式联轴器Ⅱ3采用深沟球轴承9放置在齿式联轴器Ⅰ2上， 使得齿式联轴器可以在竖直轴系统中使用，而且齿式联轴器Ⅱ3与齿式联轴器Ⅰ2之间不会产生端面摩擦。

附图说明

图1是本发明试验装置的结构示意图。

图2是本发明的局部放大示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例详细说明本发明的实施方式。

参照图1和图2，一种竖直使用具有挠性偏移补偿功能的扭矩传递测量结构，包括传动带轮1，齿式联轴器Ⅰ2连接到传动带轮1上，二者之间可固定连接。

齿式联轴器Ⅰ2上方放置着齿式联轴器Ⅱ3，齿式联轴器Ⅱ3与齿式联轴器Ⅰ2之间在周向上通过齿轮啮合传递扭矩，轴向采用深沟球轴承9进行支撑和减摩，深沟球轴承9内圈固定到齿式联轴器Ⅱ3，外圈放置到齿式联轴器Ⅰ2上的凸台上，使得齿式联轴器Ⅱ3与齿式联轴器Ⅰ2有相对转动时，不会产生端面摩擦。

齿式联轴器Ⅱ3上方与扭矩传感器4的转子的下部连接，扭矩传感器4的转子的上部与齿式联轴器Ⅲ5连接，齿式联轴器Ⅲ5上方与齿式联轴器Ⅳ7连接，齿式联轴器Ⅲ5与齿式联轴器Ⅳ7之间在周向上通过齿轮啮合传递扭矩，齿式联轴器Ⅳ7与轴6通过周向连接并用挡板将齿式联轴器Ⅳ7进行轴向固定，将扭矩传递给轴6。

本发明中，齿式联轴器Ⅱ3与齿式联轴器Ⅰ2之间、齿式联轴器Ⅲ5与齿式联轴器Ⅳ7之间均采用齿轮啮合，齿式联轴器Ⅱ3和齿式联轴器Ⅲ5分别与扭矩传感器4的转子连接固定，扭矩传感器4采用法兰式扭矩传感器，使得轴系允许有一定的横向挠性偏移。

本发明的工作原理：

两个内齿组件采用直齿结构，分别与传动带轮、轴连接，用来将扭矩从带轮传递给齿式联轴器再将扭矩从齿式联轴器传递给轴；两个外齿件采用鼓 形直齿，分别与扭矩传感器转子的两侧进行连接，用于将扭矩从齿式联轴器传递到扭矩传感器和从扭矩传感器传递到齿式联轴器。其中两个外齿件和扭矩传感器转子的连接成一个组合件，采用深沟球轴承支撑在位于下方的内齿组件上，位于上方的内齿组件需要采用挡板固定到轴上。这样齿式联轴器和扭矩传感器组成的结构，就能够传递及测量具有挠性偏移的竖直轴系中的扭矩和转速，并且齿式联轴器也不会因为竖直放置而出现部件之间的端面摩擦。

例如：如果是采用普通扭矩传感器，安装过程中传感器两侧安装的轴的同轴度要求±φ0.05mm，垂直度要求±φ0.06mm。采用本结构后，扭矩传感器转子和外壳之间的间隙为2mm，安装要求转子与外壳之间的最小间隙为1mm，联接上下两部分连接轴的允许同轴度±1mm，同轴度的要求降低很多。齿式联轴器内外齿部件之间允许的径向偏差±2mm，倾角范围为±3°，对应的垂直度≥±φ8mm，远大于普通结构的垂直度要求。