本發(fā)明屬于負荷傳感器的技術領域，具體是指負荷傳感器的推力關節(jié)軸承結構。

背景技術：

近年來，隨著我國工業(yè)水平的快速發(fā)展，力值及質量的測量在高速公路、高速鐵路、大型橋梁、高層建筑、冶金以及航空航天等領域越來越廣泛，作為測量的工作傳感器及量值傳遞的標準傳感器，負荷傳感器的需求量不斷增大。開展負荷傳感器的研究及開發(fā)應用，不斷提高負荷傳感器的質量，能夠為工業(yè)的持續(xù)快速發(fā)展提供強有力的保障，具有可觀的經濟效益和深遠的社會效益。

球頭是負荷傳感器的重要組成部分，外載荷通過球頭傳遞給彈性體，故球頭能夠調整傳感器彈性體的載荷分布，減小寄生分量(側向力和附加力矩)對傳感器的影響，提高傳感器的計量性能。例如，采用力標準機檢定負荷傳感器時，由于機子工作上下臺面不能保證絕對平行，如果不采用球頭，載荷在傳感器上的分布將出現(xiàn)偏載現(xiàn)象，從而產生了大的示值誤差和方位誤差，影響了傳感器的線性和復現(xiàn)性。采用球頭后，在加載過程中，球頭將根據臺面的情況和變形情況，進行自適應調整，使傳感器彈性體上的載荷分布更加均勻，減小了機架幾何問題和剛度不足對傳感器性能的影響。

球頭設計的合理性及其生產品質直接關系到傳感器的計量性能和使用壽命，特別是對于準確度等級在0.3級以上的標準測力儀，球頭的作用顯得尤為重要。在球頭的設計與加工過程中存在大量的問題，不同量程、不同結構的負荷傳感器需要不同結構、不同尺寸、不同接觸形式的球頭，在加工過程中，材料、熱處理工藝、機械加工工藝都需要合理的選擇與編訂，對于接觸面疲勞及磨損破壞需要進行深入的研究探索。

現(xiàn)有技術如圖1所示，負荷傳感器的推力關節(jié)軸承，包括相互浮動連接的球頭1和球碗2，球頭1和球碗2的縱軸相重合，球頭1和球碗2的中心點處通過銷3浮動連接。對于小力值的負荷傳感器性能較好，但是用在大力值傳感器時會出現(xiàn)自鎖和剛度不足，嚴重影響了傳感器的性能，從而使球頭的作用失效。

目前，對于負荷傳感器球頭的研究寥寥無幾，更沒有對球頭設計和加工過程所涉及的問題進行過深入系統(tǒng)的研究，設計往往憑借經驗，在使用過程中經常出現(xiàn)了自鎖、剛度不足、疲勞及磨損破壞等問題，嚴重影響了球頭的使用，使球頭的作用失效。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術問題在于提供一種負荷傳感器的推力關節(jié)軸承結構，通過對球頭結構的改良，調整傳感器彈性體的載荷分布，減小寄生分量(側向力和附加力矩)對傳感器的影響，提高傳感器的計量性能。

本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的：

負荷傳感器的推力關節(jié)軸承結構，包括球頭、球碗；所述球頭和球碗的中心點處通過銷浮動連接，進行定位；其特征在于：所述球碗的中部開設一圈凹槽，所述凹槽內設有多個帶有調節(jié)彈簧的萬向球軸承，與所述球頭的底部相接觸。

進一步地，所述多個帶有調節(jié)彈簧的萬向球軸承間隔均勻地設置在所述凹槽內。

本發(fā)明的優(yōu)點在于：1、該結構在未加載時，球頭與球碗之間為滾動摩擦，球頭滾動阻力小，在重力調節(jié)下，可以自動調整水平；2、該結構在加載初始階段，球頭與球碗之間為滾動摩擦，球頭滾動阻力小，球頭根據與加載工作平面的平行情況，進行自我調節(jié)；3、加載到一定載荷后，萬向球被壓入球碗，球頭與球碗面面接觸，承載能力大；4、卸載后，球頭被萬向球的彈簧力頂起，可防止球頭與球碗粘結而導致后續(xù)無法繼續(xù)工作。

【附圖說明】

下面參照附圖結合實施例對本發(fā)明作進一步的描述。

圖1是現(xiàn)有技術結構的剖視圖。

圖2是本發(fā)明結構的剖視圖。

圖3是本發(fā)明中的球碗結構示意圖。

圖4是本發(fā)明中的球碗結構(不包括萬向球軸承)示意圖。

圖5是本發(fā)明中的球碗結構俯視圖。

【具體實施方式】

如圖2至圖5所示，負荷傳感器的推力關節(jié)軸承結構，包括球頭1、球碗2；所述球頭1和球碗2的中心點處通過銷3浮動連接，進行定位；所述球碗2的中部開設一圈凹槽21，所述凹槽21內設有多個帶有調節(jié)彈簧的萬向球軸承4，與所述球頭1的底部相接觸。

其中，多個帶有調節(jié)彈簧的萬向球軸承4在所述凹槽21內間隔均勻地設置。

本發(fā)明應用接觸力學理論、摩擦學理論以及磨損分析，針對負荷傳感器球頭在設計與生產過程中存在的結構、材料、熱處理工藝和機械加工工藝等問題開展研究，提出解決方案，完善負荷傳感器球頭的設計理論，提高產品質量。

本發(fā)明的結構在未加載時，球頭1與球碗2之間為滾動摩擦，球頭1滾動阻力小，在重力調節(jié)下，可以自動調整水平；該結構在加載初始階段，球頭1與球碗2之間為滾動摩擦，球頭滾動阻力小，球頭1根據與加載工作平面的平行情況，進行自我調節(jié)；加載到一定載荷后，帶有調節(jié)彈簧的萬向球軸承4的萬向球被壓入球碗2，球頭1與球碗2面面接觸，承載能力大；卸載后，球頭1被萬向球的彈簧力頂起，可防止球頭1與球碗2粘結而導致后續(xù)無法繼續(xù)工作。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施用例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護范圍。凡在本發(fā)明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換以及改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。