CN105041804A - 一种深孔轴销传感器贴片装置及贴片方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种深孔轴销传感器贴片装置及贴片方法，属于轴销传感器领域，其解决了现有深孔轴销传感器贴片装置无法确保应变片定位精确，贴片效果差的问题。本发明的装置包括弧形板和棒芯，所述的弧形板为圆弧瓦状，其包括内弧面、外弧面以及内弧面、外弧面之间的两个过渡面；所述的两个过渡面在同一平面上；所述的棒芯横截面为圆形，该圆形的半径与内弧面横截面上的圆弧半径相等；所述的外弧面横截面上的圆弧与内弧面横截面上的圆弧同心；所述的弧形板数量为两个。本发明能精确定位应变片在深孔轴销传感器内的位置，以获得质量高、测量精准的产品。

Description

一种深孔轴销传感器贴片装置及贴片方法

技术领域

本发明属于轴销传感器领域，具体地说，涉及一种深孔轴销传感器贴片装置及贴片方法。

背景技术

轴销式传感器是测量轴承、滑轮等构件的径向载荷或钢丝绳张力的专用传感器，它可以代替滑轮销轴安装在结构中作径向力测量。根据不同用途，方便地安装在两金属结构联接处的挂钩、索具卸扣、动滑轮(组)、定滑轮(组)、楔形接头、钢索索节、船用索具、开式螺旋扣、拉杆头部和叉形接头，联接叉、吊环、钢轮的轴孔内，既能起到替代原有轴的功能，又起到称重测力传感器的作用，从而使整个称重测力控制***的机械部件大大简化。近年来，轴销传感器主要应用于电子吊秤领域，与U形吊环配合，组装成数量式或无线传输式电子吊秤最为多见。由于轴销直接与吊环和吊钩装配，不但省去了结构复杂的承载壳体，而且还可提高装配精度，保证了称量准确度。

轴销传感器，根据量程大小，使用环境，所采用的贴片方法不同。根据不同贴片方法，一般分为盲孔及深孔轴销传感器。传统小吨位轴销传感器一般采用盲孔贴片，盲孔贴片优势在于贴片位置在轴销外侧，方便定位，但盲孔贴片弊端在于贴片裸露在外面，由密封灌胶工艺保护起来，长时使用由于密封胶老化对贴片的防水防腐防污保护作用越来越小，致使精度变低性能变糟；深孔轴销贴片是在轴销内腔贴片，保证贴片长期储存在一个安全稳定的环境中。大吨位，如120吨深孔轴销传感器，为保证其传感精度，轴销中心深孔直径一般较小，以保证轴销本身的抗弯曲应力充足，随着大吨位轴销长度变长，贴片位置距离轴销出口远远长于手掌并远远窄于手掌宽度，因此贴片的位置确定以及贴片的粘合固定无法仅仅通过手指完成，而贴片的位置决定了传感器的质量精度，是产品的重中之重，所以贴片过程必然利用贴片装置进行辅助。

中国专利申请号201310508251.6，公开日2014年1月22日的专利文件，公开了一种用于轧钢传感器的深孔内壁应变片贴片工装，包括管体、定位座，定位座上设有球阀，定位座的外端设有气接头，管体的侧壁上设有若干排气孔，管体的外侧套设有硅胶套，硅胶套的两端与管体的两端外侧密封连接；硅胶套的内侧与管体的外侧之间设有硅胶内套，管体的外侧面上沿轴向等间距设有若干环形槽，硅胶内套的外侧面上设有若干箍环。因此，该发明具有如下有益效果：能把应变片准确的贴在深孔内壁上，贴片位置准确；贴片后，应变片便于和工装分离，使用更加方便；贴片时，应变片上的压力稳定、持续的垂直作用在应变片上，压力大小便于调节，确保应变片贴片牢靠。

中国专利申请号201410015309.8，公开日2014年4月16日的专利申请文件，公开了一种适用于称重测力传感器的应变片贴片装置，所述称重测力传感器上设有孔洞，所述贴片装置用于将所述应变片装配在所述孔洞内，所述贴片装置包括：承载块，所述承载块上设有至少一个应变片载体，所述应变片预设在所述应变片载体上，所述承载块的径向尺寸小于所述孔洞的径向尺寸，所述承载块可活动地设在所述孔洞内；和挤压块，所述挤压块可活动地设在所述孔洞内，所述挤压块适于被构造成在所述孔洞内可挤压所述承载块以使所述应变片载体上预设的应变片贴合在所述孔洞的内壁上。根据该发明实施例的适用于称重测力传感器的应变片贴片装置，结构简单、方便实用，适于工业化生产，可以应用到高深宽比的孔洞中应变片的粘贴。

上述两份专利申请文件公开的技术方案结构复杂，很难用于生产线上批量生产，而且由于各传感器结构差别太大，贴片的位置未必均匀分布，采用上述技术方案对非标、特异传感器不具有通用性，对于贴片位置复杂的传感器，无法做到精准贴片，以获得贴片位置精准的高质量产品。

发明内容

1、要解决的问题

针对现有深孔轴销传感器贴片装置无法确保应变片定位精确，及贴片与深孔窄径轴销内壁连接效果差的问题，本发明提供一种深孔轴销传感器贴片装置及贴片方法，能精确定位应变片在深孔轴销传感器内的位置，以获得质量高、测量精准的产品，并能用于生产线批量生产，生产效率高。

2、技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种深孔轴销传感器贴片装置，包括弧形板和棒芯，所述的弧形板为圆弧瓦状，其包括内弧面、外弧面以及内弧面、外弧面之间的两个过渡面；所述的两个过渡面在同一平面上；所述的棒芯横截面为圆形，该圆形的半径与内弧面横截面上的圆弧半径相等；所述的外弧面横截面上的圆弧与内弧面横截面上的圆弧同心；所述的弧形板数量为两个。

优选地，所述的外弧面粗糙度为0.2或0.4；所述的内弧面和棒芯表面的粗糙度为0.1或0.2或0.4。

优选地，所述的棒芯一端为半球形。

优选地，所述的弧形板和棒芯的材料均为牌号SS-17-4PH的马氏体沉淀硬化不锈钢。

优选地，所述的弧形板和棒芯的表面硬度均为HRC29～33。

优选地，所述的两个弧形板的内弧面与棒芯外表面贴合后两个弧形板上的过渡面相互平行时的距离为6～8mm。

优选地，所述的弧形板外弧面的直径比深孔轴销传感器中深孔直径小12～16mm。

一种深孔轴销传感器贴片方法，包括以下步骤：

1)选择材料马氏体沉淀硬化不锈钢，牌号为SS-17-4PH，制造如权利要求1所述的贴片装置，并淬火至硬度为HRC29～33；

2)测量深孔轴销传感器上第一个待贴片位置中点距深孔轴销传感器端面D的长度，记录该长度为a；

3)测量深孔轴销传感器上第二个待贴片位置中点距深孔轴销传感器断面D的长度，记录该长度为b；

4)以贴片装置弧形板一端的端面C起向另一端量取长度为a获得弧形板上的一点，记录该点为贴片点A；

5)以贴片装置弧形板一端的端面C起向另一端量取长度为b获得弧形板上的一点，记录该点为贴片点B；

6)分别在贴片点A、B上用宽度为待贴应变片直径或边长2～3倍的橡胶片将两个弧形板包裹固定在一起，使两个弧形板上对应的过渡面贴合；

7)在步骤6)中的覆盖贴片点A、B的橡胶片上各放置一个应变片，并在应变片上表面喷涂胶水，使应变片上表面、与橡胶片交界的四周均匀布满胶水，并使应变片通过与橡胶片交界处的胶水半固定在橡胶片上；

8)将步骤7)中固定应变片后的弧形板伸入待贴片的深孔轴销传感器的轴向深孔内，使深孔轴销传感器上端面D与贴片装置弧形板上端面C对齐，并固定；

9)从弧形板端面C相对的一端伸入棒芯，使棒芯的伸入端与端面C对齐；

10)保持步骤9)的状态45～60分钟；

11)依次取出棒芯和弧形板，完成贴片。

优选地，所述步骤6)中橡胶片为氢化丁腈橡胶，橡胶片的包裹厚度为8～10mm。

优选地，步骤6)中橡胶片的包裹厚度为8mm；步骤7)中固定应变片后的弧形板伸入待贴片的深孔轴销传感器的轴向深孔内时橡胶片距离深孔内壁1mm。

3、有益效果

相比于现有技术，本发明的有益效果为：

(1)本发明的装置结构简单，使用方便，利用两个形状为圆弧瓦状的弧形板与深孔轴销传感器内的深孔相配合，采用棒芯对两个弧形板进行挤压，能使固定在弧形板外表面的应变片快速、精准地贴合在深孔轴销传感器内的轴孔中；由于棒芯横截面为圆形，该圆形的半径与内弧面横截面上的圆弧半径相等，且外弧面横截面上的圆弧与内弧面横截面上的圆弧同心，所以能够有效提高深孔轴销传感器贴片效率和贴片精度；

(2)本发明装置的外弧面粗糙度为0.2或0.4，使弧形板在推进待贴片深孔轴销传感器轴孔内阻力小，操作方便；内弧面和棒芯表面的粗糙度为0.1或0.2或0.4，能有效减小弧形板内弧面与棒芯表面的摩擦力，方便加快操作速度，提高贴片效率；

(3)本发明装置棒芯一端为半球形，采用棒芯为半球形的一端伸入两块弧形板之间，方便棒芯顺利进入；

(4)本发明装置弧形板和棒芯的材料均为牌号SS-17-4PH的马氏体沉淀硬化不锈钢，提高了本贴片装置的耐腐蚀性，并且具有耐高温性能，确保贴片精确，生产出高质量产品；

(5)本发明装置弧形板和棒芯的表面硬度均为HRC29～33，能够提高使用寿命，降低弧形板和棒芯之间的磨损伤害；

(6)本发明装置两个弧形板的内弧面与棒芯外表面贴合后两个弧形板上的过渡面相互平行时的距离为6～8mm，使棒芯伸入两个弧形板中间时，两个弧形板能够向外扩大3～4mm，这样能够补偿本装置伸入深孔轴销传感器深孔后弧形板外壁上橡胶片与深孔内壁之间的距离，使橡胶片挤压变形，在变形压力下将应变片牢固、可靠地固定在深孔内壁上；

(7)本发明方法所制造的传感器应变片的定位精确，误差小；应变片精确定位后，能紧固贴在轴销轴孔内腔，附着力增强；深孔轴销内腔的环境稳定性使得轴销传感器的安全使用寿命增长；利用橡胶片作为应变片的贴片载体，一方面能固定和定位应变片，另一方面在受到挤压作用下能更牢固、稳定地将应变片贴在深孔轴销传感器的深孔内壁上，提高了深孔轴销传感器的质量，其测量精度大大提高，使用寿命大大延长。

(8)本发明方法中橡胶片采用氢化丁腈橡胶，具有耐高温、兼具弹性和较高抗压缩性能，能提高应变片的贴片效果，提高传感器产品质量；

(9)本发明方法中橡胶片的包裹厚度为8～10mm，与本发明装置相对应，使棒芯伸入两个弧形板时，两个弧形板的扩大距离补偿橡胶片与深孔内壁距离后继续压缩橡胶片2mm，使橡胶片变形产生对应变片的压力，将应变片牢固、稳定地固定在深孔内壁上，提高了传感器的可靠性、精确性，并延长了传感器产品的使用寿命。

附图说明

图1为本发明装置的结构示意图；

图2为图1的右视图；

图3为本发明装置中弧形板在深孔轴销传感器轴孔内时的状态示意图；

图4为图3中弧形板伸入棒芯后的状态示意图；

图5为本发明方法步骤2)、3)中深孔轴销传感器各贴片点测量示意图；

图6为本发明方法步骤6)中包裹橡胶片后的示意图。

图中：弧形板上贴片点A、B；弧形板一端的端面C；深孔轴销传感器端面D；第一个待贴片位置中点对应深孔轴销传感器外壁点A′；第二个待贴片位置中点对应深孔轴销传感器外壁点B′。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进一步进行描述。

实施例1

如图1、图2、图3和图4所示，一种深孔轴销传感器贴片装置，包括两个弧形板和一个棒芯，弧形板和棒芯的材料均为牌号SS-17-4PH的马氏体沉淀硬化不锈钢；弧形板和棒芯的表面硬度均为HRC33；弧形板为圆弧瓦状，其包括内弧面、外弧面以及内弧面、外弧面之间的两个过渡面；外弧面粗糙度为0.4；内弧面和棒芯表面的粗糙度为0.2；同一弧形板上的两个过渡面在同一平面上；棒芯一端为半球形，棒芯横截面为圆形，该圆形的半径与内弧面横截面上的圆弧半径相等；外弧面横截面上的圆弧与内弧面横截面上的圆弧同心；具体的，两个弧形板的内弧面与棒芯外表面贴合后两个弧形板上的过渡面相互平行时的距离为6mm，两个弧形板外弧面的直径比深孔轴销传感器中深孔直径小12mm，这样在棒芯伸入两个弧形板后，两个弧形板能够向径向扩大3mm，使深孔内壁与两个弧形板外弧面的距离为12mm；反过来说，当在两个弧形板上包裹8mm厚的橡胶片后，塞入棒芯时两个弧形板的扩大能够使得橡胶片压缩2mm，得以将应变片牢固、稳定地粘贴在深孔内壁上。

一种深孔轴销传感器贴片方法，包括以下步骤：

1)选择材料马氏体沉淀硬化不锈钢，牌号为SS-17-4PH，制造上述的贴片装置，并淬火至硬度为HRC33；

2)如图5所示，测量深孔轴销传感器上第一个待贴片位置中点对应深孔轴销传感器外壁点A′距深孔轴销传感器端面D的长度，记录该长度为a；

3)如图5所示，测量深孔轴销传感器上第二个待贴片位置中点对应深孔轴销传感器外壁点B′距深孔轴销传感器断面D的长度，记录该长度为b；

4)如图6所示，以贴片装置弧形板一端的端面C起向另一端量取长度为a获得弧形板上的一点，记录该点为贴片点A；

5)如图6所示，以贴片装置弧形板一端的端面C起向另一端量取长度为b获得弧形板上的一点，记录该点为贴片点B；

6)如图6所示，分别在贴片点A、B上用宽度为待贴应变片直径2倍的橡胶片将两个弧形板包裹固定在一起，使两个弧形板上对应的过渡面贴合，橡胶片的材料为氢化丁腈橡胶，橡胶片包裹的厚度为8mm；

7)在步骤6)中的覆盖贴片点A、B的橡胶片上各放置一个应变片，并在应变片上表面喷涂胶水，使应变片上表面、与橡胶片交界的四周均匀布满胶水，并使应变片通过与橡胶片交界处的胶水半固定在橡胶片上；

8)将步骤7)中固定应变片后的弧形板伸入待贴片的深孔轴销传感器的轴向深孔内，使深孔轴销传感器上端面D与贴片装置弧形板上端面C对齐，并固定；

9)从弧形板端面C相对的一端伸入棒芯，使棒芯的伸入端与端面C对齐；

10)保持步骤9)的状态45分钟；

11)依次取出棒芯和弧形板，完成贴片。

本发明方法所制造的传感器应变片的定位精确，误差小；应变片能精确定位在深孔轴销传感器的凹槽处，误差范围缩小到万分之一；应变片精确定位后，能紧固贴在轴销内腔，在弧形板的挤压力作用下，可保证应变片的附着力较一般贴片方法增强300％；应变片在深孔轴销内腔的环境稳定性能增强数倍，使得轴销传感器的安全使用寿命增长30000-50000个小时。

实施例2

与实施例1相同，所不同的是：弧形板和棒芯的表面硬度均为HRC30；外弧面粗糙度为0.2；内弧面和棒芯表面的粗糙度为0.1；两个弧形板的内弧面与棒芯外表面贴合后两个弧形板上的过渡面相互平行时的距离为8mm，两个弧形板外弧面的直径比深孔轴销传感器中深孔直径小12mm，这样在棒芯伸入两个弧形板后，两个弧形板能够向径向扩大4mm，使深孔内壁与两个弧形板外弧面的距离为10mm；反过来说，当在两个弧形板上包裹8mm厚的橡胶片后，塞入棒芯时两个弧形板的扩大能够使得橡胶片压缩2mm，得以将应变片牢固、稳定地粘贴在深孔内壁上。

一种深孔轴销传感器贴片方法，其步骤与实施例1相同，所不同的是，步骤1)中淬火至硬度为HRC30；步骤6)中分别在贴片点A、B上用宽度为待贴应变片直径3倍的橡胶片将两个弧形板包裹固定在一起；步骤10)中时间为60分钟。

实施例3

与实施例1相同，所不同的是：弧形板和棒芯的表面硬度均为HRC29；外弧面粗糙度为0.2；内弧面和棒芯表面的粗糙度为0.4；两个弧形板的内弧面与棒芯外表面贴合后两个弧形板上的过渡面相互平行时的距离为8mm，两个弧形板外弧面的直径比深孔轴销传感器中深孔直径小16mm，这样在棒芯伸入两个弧形板后，两个弧形板能够向径向扩大4mm，使深孔内壁与两个弧形板外弧面的距离为16mm；反过来说，当在两个弧形板上包裹10mm厚的橡胶片后，塞入棒芯时两个弧形板的扩大能够使得橡胶片压缩2mm，得以将应变片牢固、稳定地粘贴在深孔内壁上。

一种深孔轴销传感器贴片方法，其步骤与实施例1相同，所不同的是，步骤1)中淬火至硬度为HRC29；步骤6)中采用厚度为10mm的氢化丁腈橡胶材料的橡胶片；步骤10)中时间为60分钟。

实施例4

与实施例1相同，所不同的是：两个弧形板的内弧面与棒芯外表面贴合后两个弧形板上的过渡面相互平行时的距离为8mm，两个弧形板外弧面的直径比深孔轴销传感器中深孔直径小14mm，这样在棒芯伸入两个弧形板后，两个弧形板能够向径向扩大4mm，使深孔内壁与两个弧形板外弧面的距离为14mm；反过来说，当在两个弧形板上包裹9mm厚的橡胶片后，塞入棒芯时两个弧形板的扩大能够使得橡胶片压缩2mm，得以将应变片牢固、稳定地粘贴在深孔内壁上。

一种深孔轴销传感器贴片方法，其步骤与实施例1相同，所不同的是，步骤6)中采用厚度为9mm的氢化丁腈橡胶材料的橡胶片。

Claims (10)

1.一种深孔轴销传感器贴片装置，包括弧形板和棒芯，其特征在于：所述的弧形板为圆弧瓦状，其包括内弧面、外弧面以及内弧面、外弧面之间的两个过渡面；所述的两个过渡面在同一平面上；所述的棒芯横截面为圆形，该圆形的半径与内弧面横截面上的圆弧半径相等；所述的外弧面横截面上的圆弧与内弧面横截面上的圆弧同心；所述的弧形板数量为两个。

2.根据权利要求1所述的一种深孔轴销传感器贴片装置，其特征在于：所述的外弧面粗糙度为0.2或0.4；所述的内弧面和棒芯表面的粗糙度为0.1或0.2或0.4。

3.根据权利要求2所述的一种深孔轴销传感器贴片装置，其特征在于：所述的棒芯一端为半球形。

4.根据权利要求3所述的一种深孔轴销传感器贴片装置，其特征在于：所述的弧形板和棒芯的材料均为牌号SS-17-4PH的马氏体沉淀硬化不锈钢。

5.根据权利要求4所述的一种深孔轴销传感器贴片装置，其特征在于：所述的弧形板和棒芯的表面硬度均为HRC29～33。

6.根据权利要求1～5任一所述的一种深孔轴销传感器贴片装置，其特征在于：所述的两个弧形板的内弧面与棒芯外表面贴合后两个弧形板上的过渡面相互平行时的距离为6～8mm。

7.根据权利要求6所述的一种深孔轴销传感器贴片装置，其特征在于：所述的弧形板外弧面的直径比深孔轴销传感器中深孔直径小12～16mm。

8.一种深孔轴销传感器贴片方法，包括以下步骤：

1)选择材料马氏体沉淀硬化不锈钢，牌号为SS-17-4PH，制造如权利要求1所述的贴片装置，并淬火至硬度为HRC29～33；

2)测量深孔轴销传感器上第一个待贴片位置中点距深孔轴销传感器端面D的长度，记录该长度为a；

3)测量深孔轴销传感器上第二个待贴片位置中点距深孔轴销传感器断面D的长度，记录该长度为b；

4)以贴片装置弧形板一端的端面C起向另一端量取长度为a获得弧形板上的一点，记录该点为贴片点A；

5)以贴片装置弧形板一端的端面C起向另一端量取长度为b获得弧形板上的一点，记录该点为贴片点B；

6)分别在贴片点A、B上用宽度为待贴应变片直径或边长2～3倍的橡胶片将两个弧形板包裹固定在一起，使两个弧形板上对应的过渡面贴合；

7)在步骤6)中的覆盖贴片点A、B的橡胶片上各放置一个应变片，并在应变片上表面喷涂胶水，使应变片上表面、与橡胶片交界的四周均匀布满胶水，并使应变片通过与橡胶片交界处的胶水半固定在橡胶片上；

8)将步骤7)中固定应变片后的弧形板伸入待贴片的深孔轴销传感器的轴向深孔内，使深孔轴销传感器上端面D与贴片装置弧形板上端面C对齐，并固定；

9)从弧形板端面C相对的一端伸入棒芯，使棒芯的伸入端与端面C对齐；

10)保持步骤9)的状态45～60分钟；

11)依次取出棒芯和弧形板，完成贴片。

9.根据权利要求8所述的一种深孔轴销传感器贴片方法，其特征在于：所述步骤6)中橡胶片为氢化丁腈橡胶，橡胶片的包裹厚度为8～10mm。

10.根据权利要求9所述的一种深孔轴销传感器贴片方法，其特征在于：步骤6)中橡胶片的包裹厚度为8mm；步骤7)中固定应变片后的弧形板伸入待贴片的深孔轴销传感器的轴向深孔内时橡胶片距离深孔内壁1mm。