專利名稱：一種檢測鋼帶輸送跑偏量的位移傳感器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種位移傳感，具體地說是涉及一種檢測鋼帶輸送跑偏量的位移傳感器。
背景技術：
鋼帶輸送是現代連續(xù)生產工藝的重要組成部分，廣泛用于化工、塑料工業(yè)、煉油、 煤液化、天然氣、食品等領域的冷卻固化、加熱固化、造粒、造條、結片輸送生產線。鋼帶輸送過程中，輸送物料溫度高，鋼帶底部常采用噴水冷卻，運行環(huán)境惡劣，工作中存在送料不穩(wěn)， 布料不均等異常情況，導致鋼帶受熱不均勻，鋼帶存在一定程度的無規(guī)則變形，運行中出現鋼帶頻繁跑偏，且隨機性較大，經常造成設備系統(tǒng)的非計劃停工，嚴重影響了裝置的安全、 穩(wěn)定、長周期、滿負荷運行。針對鋼帶輸送系統(tǒng)中鋼帶跑偏問題，因為傳感器的適用范圍與價格的原因，鋼帶輸送糾偏系統(tǒng)通常采用開關量控制糾偏或氣動閥門定位器控制氣缸壓力平衡糾偏，在鋼帶變形較大時常常糾偏失效，限位頻繁報警，鋼帶損壞嚴重，導致其使用壽命遠遠低于設計壽命，從而增大了生產和維護成本。通過查閱相關產品樣本、手冊與文獻，目前應用于鋼帶輸送跑偏量檢測的位移傳感器存在的不足主要在于(1)超聲波傳感器用于鋼帶跑偏位移量檢測時，通常只能輸出開關量信號；且不能應用于結霜、結露、防爆、蒸汽場合，當鋼帶輸送為室外工作且冬天環(huán)境溫度低于-10°c以下時應用受限。(2)激光智能型光電傳感器能實現非接觸測量、模擬量位移量輸出，但價格昂貴； 開關型光電傳感器不能用于位移量模擬量輸出；光電傳感器工作環(huán)境溫度范圍通常為0 55°C，不能應用于結霜、結露場合。(3)氣動閥門定位器通常應用于氣動壓力閉環(huán)控制，可以實現模擬量位移輸出，但是對鋼帶輸送跑偏控制范圍較小，鋼帶局部變形較大時不能適用。針對鋼帶冷卻固化、加熱固化、造粒、造條、結片輸送生產線的低溫、高溫、粉塵等惡劣環(huán)境，迫切需要設計一種結構簡單，穩(wěn)定性好、成本低廉的位移傳感器。LVDT位移傳感器廣泛用于對物體位移測量，具有結構簡單、性能穩(wěn)定、堅固耐用、 環(huán)境適應性強等特點，但通常只能檢測單向運動的物體，而鋼帶在輸送過程中具有多方向運動，故常規(guī)LVDT位移傳感器不能直接應用于鋼帶輸送跑偏位移量檢測，在常規(guī)的LVDT位移傳感器的基礎上進行改進設計，使其能測量多向運動物體中的單向位移量，將會得到更廣泛的應用，具有較大的經濟效益。
發(fā)明內容針對國內外常規(guī)LVDT傳感器和鋼帶輸送跑偏量檢測用位移傳感器存在的不足， 本實用新型的目的在于提供一種檢測鋼帶輸送跑偏量的位移傳感器，能應用于低溫、高溫、粉塵等惡劣環(huán)境場合檢測物體多向運動中單向位移量或檢測鋼帶輸送跑偏量的位移傳感器。為了達到上述目的，本實用新型采用的技術方案是本實用新型包括心軸、U型架、轉套、上防塵蓋、軸承、孔用彈性擋圈、下防塵蓋、螺母、彈性墊圈、兩個導向桿組件、安裝板、防塵罩、防塵膠套和LVDT位移傳感器；其中LVDT位移傳感器位于兩個導向桿組件間，分別用管夾固定在安裝板上；U型架的底面與兩個導向桿組件的導向桿一端通過螺母固定；心軸垂直安裝在U型架兩側的U型孔中固定，軸承安裝在心軸中，軸承上端通過軸用彈性擋圈固定，轉套安裝在軸承外圈并通過孔用彈性擋圈定位；上防塵蓋和下防塵蓋分別安裝在轉套的上端面和下端面，與轉套過盈配合固定，并與心軸形成間隙配合；防塵膠套安裝在導向桿組件的導向桿一端上，防塵膠套與U型架底面貼緊，防塵罩固定在安裝板上；LVDT位移傳感器測桿延伸端與U型架底面貼緊。所述的導向桿組件包括導向桿、防塵圈、導向帶、套筒、彈簧和螺釘；其中套筒一端孔內開有兩個尺寸相同的溝槽，溝槽內嵌入導向帶，位于套筒端部溝槽的外側開有防塵圈槽并嵌入防塵圈，套筒另一端孔內開螺紋孔；未開螺紋的導向桿的一端沿開有防塵圈槽的套筒端嵌入套筒內部，彈簧一端插入開有內孔的導向桿端，另一端固定在螺釘上，螺釘旋入開有螺紋孔的套筒端。本實用新型具有的有益效果是本實用新型提出的位移傳感器組件，通過轉套與導向桿組件之間的運動轉換，可以實現測量物體多向運動中單向位移量。本實用新型適用于低溫、高溫、粉塵等惡劣環(huán)境場合測量多向運動物體單向位移或檢測鋼帶輸送跑偏量，結構簡單、穩(wěn)定性好、成本低廉、易于推廣。

圖1是本實用新型的結構示意圖。圖2是圖1的俯視圖。圖3是圖1中導向桿組件的剖視放大圖。圖1中1、心軸；2、U型支架；3、上防塵蓋；4、轉套；5、軸用彈性擋圈；6、軸承；7、 孔用彈性擋圈；8、下防塵蓋；9、平墊圈；10、彈簧墊圈；11、螺母；12、導向桿組件；13、安裝板；14、螺釘；15、防塵罩；16、防塵膠套；17、第一管夾；18、第二管夾；19、LVDT位移傳感器； 20、導向桿；21、防塵圈；22、導向帶；23、套筒；24、彈簧；25、螺釘。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。如圖1、圖2所示，包括心軸1、U型架2、轉套4、上防塵蓋3、軸承6、孔用彈性擋圈 7、下防塵蓋8、螺母11、彈性墊圈10、兩個導向桿組件12、安裝板13、防塵罩15、防塵膠套 16、第一管夾17、第二管夾18和LVDT位移傳感器19 ；其中導向桿12由第一管夾17固定在安裝板13上，LVDT位移傳感器19位于兩個導向桿組件12之間，并通過第二管夾18固定在安裝板13上；U型架2的底面與兩個相互平行的導向桿組件12的導向桿一端通過螺母固定；心軸1垂直安裝在U型架2兩側的U型孔內，并通過平墊圈9、彈性墊圈10和螺母11固定，軸承6安裝在心軸1中，軸承6上端通過軸用彈性擋圈5固定，轉套4安裝在軸承6 外圈并通過孔用彈性擋圈7定位；上防塵蓋3和下防塵蓋8分別安裝在轉套4的上端面和下端面，與轉套4過盈配合固定，并與心軸1形成間隙配合；防塵膠套16安裝在導向桿12 的導向桿一端上，防塵膠套16左端面與U型架2底面貼緊，防止外界灰塵或鋼帶輸送過程中溢出的傳送介質進入套筒23內，起保護導向桿組件12元件的作用；防塵罩15通過螺釘 14固定在安裝板13上。如圖3所示，所述的導向桿組件12包括導向桿20、防塵圈21、導向帶22、套筒23、 彈簧M和螺釘25 ；其中套筒23 —端孔內開有兩個尺寸相同的溝槽，溝槽內嵌入導向帶22， 套筒23端部溝槽的外側開有防塵圈槽并嵌入防塵圈21，套筒23另一端孔內開有25 35mm 的螺紋孔；導向桿20 —端開有長約15 20mm的螺紋，另一端開有深度為100 120mm的內孔并嵌入彈簧24，未開螺紋的導向桿20的一端沿開有防塵圈槽的套筒端嵌入套筒內部； 螺釘25通過套筒23螺紋孔端旋入套筒，螺釘25頂部與彈簧M —端接觸，通過調整螺釘深度調節(jié)導向桿20沿套筒23的軸向位置。當導向桿20受到外力作用下使彈簧M產形變時，導向桿20沿螺釘25方向運動，導向帶22起到減小摩擦、運動導向和承受導向桿20徑向力的作用，并保證導向桿20沿套筒23中心線平穩(wěn)地直線運動。旋轉螺釘25可調節(jié)彈簧 24固定端在套筒23軸向的位置，控制導向桿20在初始工作位置時彈簧M的預緊力，從而控制轉套4與被測鋼帶間的接觸應力。螺釘25軸線上開有直徑約為5mm的小孔，工作過程中起排氣和加潤滑劑的作用。如圖1所示建立坐標系，被測鋼帶的傳動方向平行于Y軸，鋼帶的跑偏方向平行于 X軸；在U型架2與兩套相互平行的導向桿組件12之間的固定聯接作用下，U型架2相對于安裝板13的運動只能沿平行于X軸方向運動，即沿平行于導向桿組件12的軸線方向運動； 在導向桿組件12內彈簧力作用下，使轉套4與被測鋼帶貼緊并實現沿平行于X軸方向即導向桿組件12的軸線方向的聯動；鋼帶正常的傳動過程中，鋼帶沿X軸方向位移分量為零，在轉套4與鋼帶之間的摩擦力矩作用下，轉套4沿繞心軸1轉動，U型架2相對安裝板13靜止，此時LVDT位移傳感器19輸出信號不變；當被測鋼帶傳動過程中沿X軸正方向跑偏時， 在轉套4與鋼帶之間的摩擦力矩作用下，轉套4繞心軸1轉動，另外在導向桿組件12內彈簧M的彈力作用下，轉套4實時動態(tài)地跟隨鋼帶X軸方向的運動，轉套4推動U型架2沿 X軸正方向位移，彈簧M在外力作用下被壓縮，LVDT位移傳感器19的測桿跟隨U型架2沿 X軸正方向位移，LVDT位移傳感器19輸出信號按其測桿位移量比例減?。煌?，當被測鋼帶傳動過程中沿X軸負方向跑偏時，轉套4繞心軸1轉動，且實時動態(tài)地跟隨鋼帶沿X軸負方向運動，在導向桿組件12內彈簧24的彈力作用下，推動U型架2朝X軸方向位移，LVDT 位移傳感器測桿在其內置彈簧力作用下跟隨U型架2向X軸負方向位移，LVDT位移傳感器 19輸出信號按其測桿位移量比例增大，最終實現LVDT位移傳感器19輸出信號與被測物體沿導向桿組件12軸線方向位移分量大小成比例。綜上所述，本實用新型的位移傳感器組件工作過程中，其導向桿組件能確保U型架在被檢測位移方向上平穩(wěn)的運動，并在導向桿組件中的彈簧作用力下，保證轉套實時動態(tài)跟隨被測鋼帶的跑偏運動；實現將被測鋼帶跑偏位移量轉換成U型架沿導向桿組件軸線方向的位移量，回彈式LVDT傳感器測桿自動跟隨U型架的運動，最終實現LVDT傳感器輸出的位移電信號即為被測鋼帶輸送跑偏位移量信號。
權利要求1.一種檢測鋼帶輸送跑偏量的位移傳感器，其特征在于包括心軸(l)、u型架O)、 轉套(4)、上防塵蓋(3)、軸承(6)、孔用彈性擋圈(7)、下防塵蓋(8)、螺母(11)、彈性墊圈 (10)、兩個導向桿組件(12)、安裝板(13)、防塵罩(15)、防塵膠套(16)和LVDT位移傳感器 (19)；其中LVDT位移傳感器(19)位于兩個導向桿組件(12)間，分別用管夾固定在安裝板 (13)上；U型架O)的底面與兩個導向桿組件(12)的導向桿一端通過螺母固定；心軸(1) 垂直安裝在U型架( 兩側的U型孔中固定，軸承(6)安裝在心軸(1)中，軸承(6)上端通過軸用彈性擋圈( 固定，轉套(4)安裝在軸承(6)外圈并通過孔用彈性擋圈(7)定位；上防塵蓋C3)和下防塵蓋(8)分別安裝在轉套(4)的上端面和下端面，與轉套(4)過盈配合固定，并與心軸⑴形成間隙配合；防塵膠套(16)安裝在導向桿組件(12)的導向桿一端上， 防塵膠套(16)與U型架(2)底面貼緊，防塵罩(15)固定在安裝板(13)上；LVDT位移傳感器測桿延伸端與U型架( 底面貼緊。
2.根據權利要求1所述的一種檢測鋼帶輸送跑偏量的位移傳感器，其特征在于所述的導向桿組件(12)包括導向桿(20)、防塵圈(21)、導向帶(22)、套筒(23)、彈簧Q4)和螺釘05)；其中套筒03) —端孔內開有兩個尺寸相同的溝槽，溝槽內嵌入導向帶(22)，位于套筒03)端部溝槽的外側開有防塵圈槽并嵌入防塵圈(21)，套筒03)另一端孔內開螺紋孔；未開螺紋的導向桿OO)的一端沿開有防塵圈槽的套筒端嵌入套筒內部，彈簧04) —端插入開有內孔的導向桿OO)端，另一端固定在螺釘0 上，螺釘0 旋入開有螺紋孔的套筒(23)端。
專利摘要本實用新型公開的是一種檢測鋼帶輸送跑偏量的位移傳感器。包括心軸、U型架、轉套、軸承、軸用彈性擋圈、孔用彈性擋圈、上防塵蓋、下防塵蓋、螺母、導向桿組件、安裝板、防塵罩、第一管夾、第二管夾、LVDT位移傳感器、防塵膠套、防塵罩，其中導向桿組件和LVDT位移傳感器分別由第一管夾和第二管夾固定在安裝板上；U型架安裝在導向桿組件上，由螺母固定；心軸安裝在U型架上由螺母固定；轉套與軸承配合，由孔用彈性擋圈定位。本實用新型通過轉套與導向桿組件運動轉換，可以使常規(guī)LVDT位移傳感器測量物體多向運動中的單向位移量，適用于低溫、高溫、粉塵、結霜、結露等惡劣環(huán)境場合，結構簡單，穩(wěn)定性好、成本低廉、易于推廣。
文檔編號G01B7/02GK202083342SQ20112017508
公開日2011年12月21日 申請日期2011年5月26日 優(yōu)先權日2011年5月26日
發(fā)明者偶國富, 王吉, 金浩哲, 饒杰 申請人:杭州富如德科技有限公司