内置压力传感器的压力柱压轮轴结构的制作方法

本实用新型涉及一种内置压力传感器的压力柱压轮轴结构，适用于制药、食品行业生产用的旋转式压片机的压力柱装置上。

背景技术：

旋转式压片机是在单冲压片机基础上发展起来的一种能连续完成充填、压片、推片等一系列动作的多冲压片机。因其振动小、噪声低、能耗小、产量高、质量稳定以及适合规模生产等特点在国内外得到广泛应用，已成为片剂生产的主要机械设备。

现有的旋转式压片机中，使用的压力柱的压力传感器为独立部件，该压力传感器与压轮轴之间用连杆机械连接。这种压力传感器装配方式存在如下问题：

1、装配结构比较复杂，压力传感器在压力柱中的安装繁琐；

2、中间的机械连接环节会影响压力检测的精度；

3、压力检测过程中，压力传感器还存在机械滞后现象，不能及时地反馈压力检测值。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是如何简化旋转式压片机的压力传感器装配结构，提高压力检测的精度和速度。

为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是提供一种内置压力传感器的压力柱压轮轴结构，其特征在于：包括压轮轴本体，压轮轴本体上沿径向设有两个同轴但不贯通的传感器孔，两个传感器孔之间设有将两个传感器孔串通起来的径向穿线孔；压轮轴本体一端至其中一个传感器孔或径向穿线孔之间沿轴向设有轴向穿线孔；

两个传感器孔的侧壁上分别粘贴一压力应变片，两根导线从压轮轴本体一端穿入轴向穿线孔内，并分别与两个压力应变片的接头焊接。

优选地，所述两个传感器孔外侧通过硅胶保护盖封住。

优选地，所述轴向穿线孔设于压轮轴本体一端至其中一个传感器孔之间时，两根导线从压轮轴本体一端穿入轴向穿线孔内，并延伸至与轴向穿线孔贯通的传感器孔处；一根导线与该传感器孔内的压力应变片的接头焊接；另一根导线从径向穿线孔穿到对面的传感器孔内，并焊至对面传感器孔内的压力应变片的接头上。

优选地，所述轴向穿线孔设于压轮轴本体一端至径向穿线孔之间时，两根导线从压轮轴本体一端穿入轴向穿线孔内，并延伸至与径向穿线孔处，分别穿到两侧的传感器孔内，并与两个压力应变片的接头焊接。

优选地，所述两根导线通过线缆收紧，形成一个整体元件。

相比现有技术，本实用新型提供的内置压力传感器的压力柱压轮轴结构具有如下有益效果：

1、采用压力应变片作为压力传感器，具有灵敏系数大、机械滞后极小的特点；

2、压力传感器与压轮轴制成一体，结构简洁，尺寸小；

3、免除了传统传感器的机械连接结构，避免了机械连接引起的误差，提高了压力检测的精度和反馈速度；

4、安装方便，在装配时只需将线缆与控制系统联接即可。

附图说明

图1为本实施例提供的内置压力传感器的压力柱压轮轴结构示意图；

图2为图1中A-A剖视图；

图3为穿线孔打孔示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本实用新型。

图1和图1为本实施例提供的内置压力传感器的压力柱压轮轴结构示意图，所述的内置压力传感器的压力柱压轮轴结构由如下部分组成：

压轮轴本体1，作为压力传感器安装的载体；

压力应变片2，实现压力检测的感应部分；

导线3，实现信号传输的载体；

线缆5，用于将导线3收紧，形成的一个整体元件；

线缆接头4，用于将线缆5固定在压轮轴本体1上；

硅胶保护盖6，用于将压力应变片2与外界隔离，实现保护作用。

本实施例提供的内置压力传感器的压力柱压轮轴结构的加工过程如下：

步骤1：在压轮轴本体1上沿径向开两个大孔，两孔在同一轴线上，孔不开通，所开孔垂直于轴线，并且所开的孔中心在轴的象限点上。沿两侧往轴中间开，所开的孔沿轴线完全对称。

步骤2：在步骤1所开的大孔中心开一同心的小孔，此孔将两个大孔串通起来。在压轮轴本体1上沿轴的轴线方向开一偏心的穿线孔，此穿线孔与其中一个大孔连通起来，如图3所示。

步骤3：预制好压力应变片2，在所开的大孔底部形成的圆形平面上粘贴压力应变片2，两侧的压力应变片2粘贴位置对称，线平行于轴线。

步骤4：将线缆5按实际长度裁切好，将线缆5的两根导线3穿过线缆接头 4后，从穿线孔穿入至步骤1所开的大孔内，一根导线3与该大孔内的压力应变片2的接头焊接，另一根导线3导线从步骤2所开的小孔内穿至对面大孔，焊至对面大孔内的压力应变片2的接头上。

步骤5：通过预制好的硅胶保护盖6将两个大孔封住，与外界隔离，使压力应变片2和导线3得到保护。

步骤6：将线缆接头4固定在压轮轴本体1所开的穿线孔端部，实现线缆5 的固定。

本实施例提供的内置压力传感器的压力柱压轮轴结构的工作原理如下：

1、当压轮上有压力时，将使压轮轴本体1产生弯矩，从而使压轮轴本体1 产生变形。

2、压轮轴本体1的变形带动粘贴于其表面的压力应变片2产生变形。根据压力应变片原理，压力应变片的变形使其本身的电阻值发生变化。

3、通过线缆5将压力应变片2接入全桥电路，供以直流恒压源，根据公式：

U₀＝U*ΔR/(R+ΔR)

其中，U₀为传感器输出电压；U为传感器输入电压；R为应变片内电阻丝自身电阻；ΔR为受力后应变片内电阻丝阻值变量。

在电路中监测电压的变化，即可获得ΔR。

4、根据公式得出ε；

其中，k为应变片内电阻丝灵敏系数，k＝1+2μ，μ为应变片内电阻丝的泊松比，l为应变片内电阻丝初始长度，Δl为应变片内电阻丝受力后长度变化值；ε为应变值，

5、根据材料力学公式，反算出压轮轴的上所承受的压力值。

本实施例提供的内置压力传感器的压力柱压轮轴结构能有效提高压力反馈速度，并且消除了机械连接环节，使测量精度得到提升；压力传感器与压轮轴制成一体，使结构简化，外形简洁，安装方便。

以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型任何形式上和实质上的限制，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型方法的前提下，还将可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本实用新型的保护范围。凡熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，当可利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本实用新型的等效实施例；同时，凡依据本实用新型的实质技术对上述实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变，均仍属于本实用新型的技术方案的范围内。