扭力傳感器

在扭力傳感器的聯(lián)接上，HBM提供了3中聯(lián)接方式。

· DIN 3121 標(biāo)準(zhǔn)(機(jī)動(dòng)套筒扳手轉(zhuǎn)動(dòng)四方頭)

·夾緊聯(lián)接

法蘭螺栓聯(lián)接

HBM 提供不同型號(hào)扭力傳感器的聯(lián)軸器，結(jié)合實(shí)際的測(cè)試，HBM也提供更多的快速聯(lián)接方式。為了讓客戶方便的進(jìn)行扭力傳感器聯(lián)接，HBM還有許多不同的摩擦鎖緊和防松鎖緊設(shè)計(jì)，以減少縱向力、徑向力、彎矩對(duì)扭力傳感器的影響。

安裝扭力傳感器和聯(lián)軸器后必將會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)動(dòng)平衡的改變，這在高速運(yùn)行時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)問題。盡可能的在準(zhǔn)備運(yùn)行之前的情況下調(diào)首先調(diào)整動(dòng)平衡。

四方頭套筒聯(lián)接

HBM扭力傳感器的聯(lián)接接頭是遵照DIN 3121標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的，這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)所包含的規(guī)格主要涉及到機(jī)動(dòng)套筒扳手轉(zhuǎn)動(dòng)四方頭的規(guī)格，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)尺寸遵照ISO 1174-2的標(biāo)準(zhǔn)。目前可用的聯(lián)接有F外方頭，G內(nèi)方頭， H內(nèi)方頭，并且同時(shí)帶有銷釘孔。這些方頭都是鎖定聯(lián)接，因此它們不適合扭力方向發(fā)生改變的扭力測(cè)量。(詳細(xì)見HBM扭力傳感器T4 技術(shù)資料)

夾緊聯(lián)接

夾緊聯(lián)接是建立在摩擦型鎖緊的基礎(chǔ)上，根據(jù)設(shè)計(jì)和應(yīng)用要求的不同，HBM 建議此類聯(lián)接用于徑向緊力單一的場(chǎng)合，這里對(duì)傳感器軸端的要求也是比較嚴(yán)格的。

法蘭螺栓鎖緊

法蘭聯(lián)接是在HBM扭力傳感器上通過摩擦鎖緊而施加扭力，這不僅確保了法蘭傳導(dǎo)超大扭力時(shí)不會(huì)有任何問題，而且特別重要的是-------動(dòng)態(tài)扭力被正確的施加在了扭力傳感器上。緊固螺栓被按一定的間隔均勻的分布在法蘭上，以確保壓力的均勻，所有的扭力能夠作為一個(gè)整體進(jìn)行傳輸。

緊固螺栓的數(shù)量取決于扭力傳感器的額定扭力，由于需要進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，法蘭扭力軸上的螺栓孔遠(yuǎn)比實(shí)際需要的要多。這種情況下，一些孔位就被空閑出來，但必須間隔相同的孔位插入緊固螺栓。

帶軸承的扭力傳感器

對(duì)于帶軸承的扭力傳感器定子，由軸承將彈性體在軸向和徑向進(jìn)行固定，這種形式被使用在:

運(yùn)行速度能夠在滾珠軸承的承受范圍之內(nèi)

很多軸式扭力傳感器的設(shè)計(jì)必須帶有軸承

后一種情況基本適用于帶滑環(huán)的軸式扭力傳感器。T20WN型號(hào)的軸式傳感器則大大減少了非接觸式傳輸測(cè)量信號(hào)和供電電源時(shí)所需要的成本。由于傳輸?shù)拈g隙非常小，這使的電源傳輸不會(huì)改變。

當(dāng)正確的安裝扭力，把要測(cè)的扭力應(yīng)用到指定的位置(測(cè)量點(diǎn))，軸承的滾動(dòng)摩擦對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響是非常小的。在T20WN/2N.m的扭力傳感器中，軸承摩擦產(chǎn)生的扭力大約為0.00005N.m。

帶軸承的軸式扭力傳感器的定子只要很輕的力就可以防止它轉(zhuǎn)動(dòng)，內(nèi)置的軸承通常只支撐定子的重量，因此軸承不會(huì)受到很大的磨損。然而，根據(jù)相關(guān)設(shè)備的聯(lián)接類型，軸承的負(fù)載能力也是會(huì)被標(biāo)出的，其中一邊會(huì)讓其作為支撐軸承使用。特質(zhì)的低摩擦系數(shù)的軸承可以保證其在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)免維護(hù)運(yùn)行(T20WN的運(yùn)行時(shí)間至少為20,000小時(shí)以上)。

非接觸式和無軸承的扭力傳感器

在高速運(yùn)行的扭力傳感器，定子和旋轉(zhuǎn)測(cè)量彈性體是沒有任何機(jī)械接觸的。測(cè)量彈性體被恰當(dāng)?shù)陌惭b在軸系中，定子則被安裝在臺(tái)架上。由于結(jié)構(gòu)中沒有了磨損件，所以除了光學(xué)的測(cè)速系統(tǒng)意外，扭力傳感器是免維護(hù)和無磨損的。

在運(yùn)輸過程中，一些緊固件環(huán)繞在T32FN的定子上，以保證傳感器的運(yùn)輸安全并在安裝過程中起到輔助作用。T34FN也有一些對(duì)中元件在裝備中起到一定的輔助作用。同樣，輔助裝配也被在T10FS的法蘭式扭力傳感器上得到應(yīng)用。輔助裝配不會(huì)導(dǎo)致定子和轉(zhuǎn)子在安裝后變形或拉伸。

?基本上扭力測(cè)量彈性體是可以有任何形狀的，但無論何種形狀，它都

必須有光滑的表面用來貼應(yīng)變計(jì)來測(cè)量 ?其形變。常見的軸式測(cè)量彈性體的形狀有:實(shí)心式、空心式、籠式、和方形軸式，當(dāng)使用這些設(shè)計(jì)時(shí)，彈性體只會(huì)產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)應(yīng)力。

相比之下，具有相同截面積的管狀(空心)測(cè)量彈性體能夠提供較大的彎矩，特別是一些扭力測(cè)量范圍很大的傳感器，通常是使用一個(gè)實(shí)心的正方形截面軸，這種方式簡(jiǎn)單而且貼片方式非常容易。

其它測(cè)量彈性體的形式有:輪輻式、徑向剪切式等，所施加的扭力會(huì)在測(cè)量彈性體上生成剪切方向的應(yīng)力，特別是對(duì)一些較小的扭力而言，十

字型的測(cè)量彈性體能夠提供更好的應(yīng)變和更大的抗彎剛度。

如今，以上的這些彈性體的測(cè)量形式已經(jīng)無法滿足扭力傳感器在功率測(cè)試

臺(tái)上的要求。這就是為什么在上個(gè)世紀(jì)90年代，HBM作為首家扭力傳感器

的制造商，引入了扭力傳感器的剪切原理的原因。見圖1右側(cè)第二行，?

這種特有的原理被稱為半梁，此種剪切形式則可以用于專業(yè)計(jì)量使用。四個(gè)放射狀的I型(輪輻剪切)的梁被設(shè)計(jì)在T10F扭力法蘭中。這不僅在測(cè)量技術(shù)方面有較大的優(yōu)點(diǎn)，并在垂直于測(cè)量方向的橫向剛性也給出

了很好的比例關(guān)系。圖1給出了如今最常見的測(cè)量彈性的形狀。

利用剪切原理，謹(jǐn)慎的選擇應(yīng)變片的位置和彈性體的幾何形狀，在可調(diào)整 ?

范圍內(nèi)充分利用扭力法蘭的特性。圖2為HBM公司的T10F系列扭力傳感器

測(cè)量彈性體。