專利名稱：Toyo壓鑄機(jī)速度、位置傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種TOYO壓鑄機(jī)速度、位置傳感器，屬于傳感器技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在壓力鑄造過程中，由于壓射桿的運(yùn)動(dòng)速度(低速、高速及低速、高速開始位置)、位移、增壓開始位置對(duì)壓鑄產(chǎn)品的質(zhì)量具有十分重要的影響，因此，無論是國產(chǎn)還是進(jìn)口壓鑄機(jī)都使用各種各樣的位置和速度傳感器，用來檢測(cè)速度和位移的變化。其中差動(dòng)變壓器式位置傳感器的使用較為普遍。日本TOYO壓鑄機(jī)中位置傳感器就是差動(dòng)變壓器式位置傳感器的改進(jìn)型產(chǎn)品，下面介紹其工作原理及結(jié)構(gòu)。差動(dòng)變壓器式位置傳感器由一個(gè)初級(jí)線圈P、兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同的次級(jí)線圈S1、s2和插入線圈中間的可移動(dòng)鐵芯b及固定鐵芯a組成。差動(dòng)變壓器線圈中次級(jí)線S1、s2—組同名端相連，另一組同名端作為信號(hào)輸出端輸出u0。當(dāng)在初級(jí)線圈通入一定電壓、頻率的正弦波勵(lì)磁信號(hào)ui 后,次級(jí)線圈通過互感的作用產(chǎn)生感應(yīng)電壓ul、u2, ul、u2的大小(在ui —定的情況下)與鐵芯在線圈內(nèi)的位置有關(guān)。當(dāng)可移動(dòng)鐵芯位于線圈中心位置時(shí)，由于線圈S1、s2結(jié)構(gòu)相同、匝數(shù)線徑相同，則有 ul=u2、u0= ul-u2=0當(dāng)可移動(dòng)鐵芯向右移動(dòng)時(shí)，由于初級(jí)線圈P與Si的互感系數(shù)變大，Ul 增大；而初級(jí)線圈P與s2的互感系數(shù)變小，u2丨減小。則有uO= ul-u2 > O同理，當(dāng)可移動(dòng)鐵芯向左移動(dòng)時(shí)，則有uO= ul-u2 < O因此，只要測(cè)量輸出電壓的大小和相位就能知道鐵芯移動(dòng)的方向和距離。同時(shí)，我們可以通過數(shù)學(xué)計(jì)算方法求得輸出電壓的大小及關(guān)聯(lián)的因素。設(shè)通入初級(jí)繞組的勵(lì)磁電流為it=i0+iacos ω t ,則u0=d (M1-M2) it/dt。其中i0是勵(lì)磁電流中的直流分量;M1、M2分別是初級(jí)線圈P與次級(jí)線圈sl、s2的互感系數(shù)。當(dāng)可移動(dòng)鐵芯位于線圈中心位置時(shí)互感系數(shù)M1=M2=M0。如果鐵芯向右移動(dòng)距離為X，由于繞組沿長度方向均勻繞制Λ M=Kx (K線圈互感量隨位移變化的系數(shù))，則Ml=MO+ Δ M= ΜΟ+ΚχM2 =MO- Δ M= MO-Kx0 經(jīng)過計(jì)算 u0=2Ki0dx/dt+2Kiacos ω t dx/dt_2Kxia ω sin ω t。其中2Ki0dx/dt為直流分量，與通入線圈的交流信號(hào)無關(guān)，且正比于鐵芯的運(yùn)動(dòng)速度dx/dt ；2Kxiaosin ω t為正弦交流分量，與輸入的直流信號(hào)無關(guān)，且正比于鐵芯的位移量X。通過上面的數(shù)學(xué)分析可知:若在勵(lì)磁線圈中只通入直流信號(hào)，則差動(dòng)變壓器的輸出直接反映鐵芯的運(yùn)動(dòng)速度；若在勵(lì)磁繞組中只通入交流信號(hào)，則差動(dòng)變壓器的輸出直接反映鐵芯的位移量；若在勵(lì)磁繞組中同時(shí)通入交、直流信號(hào)，則差動(dòng)變壓器的輸出不僅可以測(cè)量鐵芯的速度，而且可以測(cè)量鐵芯的位移量，同時(shí)差動(dòng)變壓器式傳感器具有測(cè)量精度高、靈敏、結(jié)構(gòu)簡單、性能可靠等特點(diǎn)，因此得到廣泛應(yīng)用。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種TOYO壓鑄機(jī)速度、位置傳感器，現(xiàn)有的差動(dòng)變壓器式位移傳感器雖然具有上述的諸多優(yōu)點(diǎn)，但是隨著位移距離的增加，其傳感器的長度也成倍增加。當(dāng)測(cè)試距離為500 mm時(shí)，其傳感器的整體長度可達(dá)1500 mm。為了保證初、次繞組電感分布均勻，減少測(cè)量偏差，繞組的繞制及傳感器的機(jī)械加工比較困難，很難滿足其工藝要求。因此隨著測(cè)量長度的增加，其測(cè)量精度和靈敏度下降。另一方面隨著長度的增加，安裝位置受到限制，根本無法安裝。本實(shí)用新型克服上述缺點(diǎn)，采用改進(jìn)型差動(dòng)變壓器式位移傳感器。本實(shí)用新型的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，一種TOYO壓鑄機(jī)速度、位置傳感器，包括勵(lì)磁繞組及次級(jí)繞組，其特征是，將壓鑄機(jī)的活塞桿作為差動(dòng)變壓器式位移傳感器的可移動(dòng)鐵芯，繞有勵(lì)磁繞組及次級(jí)繞組的骨架套置在活塞桿上，骨架與壓鑄機(jī)機(jī)體固定，活塞桿鍍鉻保護(hù)層的內(nèi)側(cè)面沿著活塞桿長度方向上均勻間隔若干道銅環(huán)鍍層。所述相鄰銅環(huán)鍍層的間距約10-12 mm，各銅環(huán)鍍層的寬度6-10 mm，厚度0.5-0.8mm0本實(shí)用新型通過利用壓鑄機(jī)本身油缸的活塞桿作為差動(dòng)變壓器式位移傳感器的可移動(dòng)鐵芯，在活塞桿上間隔設(shè)置若干根銅環(huán)鍍層，再將繞有勵(lì)磁繞組及次級(jí)繞組的骨架套置在活塞桿上，當(dāng)勵(lì)磁繞組通入交、直流信號(hào)后，由于短路銅環(huán)鍍層的作用，在活塞桿長度方向上形成交變磁場(chǎng)，當(dāng)活塞桿在勵(lì)磁線圈中移動(dòng)時(shí)，在次級(jí)線圈中分別輸出速度信號(hào)和位移信號(hào)，本實(shí)用新型克服了現(xiàn)有差動(dòng)變壓器式位移傳感器隨著位移距離的增加，其傳感器的長度也成倍增加。為了保證初、次繞組電感分布均勻，減少測(cè)量偏差，繞組的繞制及傳感器的機(jī)械加工比較困難等諸多不足，本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單，效果顯著，具有很強(qiáng)的實(shí)用性。

圖1為本實(shí)用新型中具有銅環(huán)鍍層的活塞桿結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型中繞制勵(lì)磁繞組及次級(jí)繞組的骨架結(jié)構(gòu)示意圖；圖中，I活塞桿，2銅環(huán)鍍層，3活塞，4鍍鉻保護(hù)層，5骨架。
具體實(shí)施方式
結(jié)合附圖和實(shí)施例進(jìn)一步說明本實(shí)用新型，如圖1所示，將壓鑄機(jī)的活塞桿I作為差動(dòng)變壓器式位移傳感器的可移動(dòng)鐵芯，其表層為鍍鉻保護(hù)層4，厚度約0.1 mm，在鍍鉻保護(hù)層4的里面，沿著活塞桿I長度方向上均勻分布著若干道短路銅環(huán)鍍層2，相鄰銅環(huán)鍍層2的間距約10-12 mm，各銅環(huán)鍍層2的寬度6-10 mm，厚度0.5-0.8 mm。繞有勵(lì)磁繞組及次級(jí)繞組的骨架5如圖2所示。為了便于速度信號(hào)和位移信號(hào)的分別檢測(cè)，采用兩組差動(dòng)信號(hào)輸出，繞有勵(lì)磁繞組及次級(jí)繞組的骨架5套置在活塞桿I上，骨架5與壓鑄機(jī)機(jī)體固定。當(dāng)勵(lì)磁繞組通入交、直流信號(hào)后，由于短路銅環(huán)鍍層2的作用，在活塞桿I長度方向上形成交變磁場(chǎng)。當(dāng)活塞桿I在勵(lì)磁線圈中移動(dòng)時(shí)，在次級(jí)線圈中分別輸出速度信號(hào)和位移信號(hào)，經(jīng)后級(jí)解碼放大電路后送至顯示電路，這樣，壓鑄工藝員就可以通過人機(jī)界面調(diào)整和觀察壓射速度和位置的變化，使其達(dá)到工藝設(shè)計(jì)的要求。為壓鑄生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)、高效、低耗產(chǎn)品發(fā)揮了積極作用。TOYO壓鑄機(jī)位置傳感器的維護(hù)保養(yǎng)[0020]由于TOYO壓鑄機(jī)位置傳感器的性能穩(wěn)定、精度高、響應(yīng)速度快、結(jié)構(gòu)緊湊，因此得到廣泛應(yīng)用。但其價(jià)格太高(以T0Y0350T為例，一套傳感器、解碼放大器約6萬元，活塞桿一套6萬元)，一旦發(fā)生故障或損壞，不僅造成經(jīng)濟(jì)損失，而且由于采購周期長，可能會(huì)造成停產(chǎn)。因此，應(yīng)從以下幾個(gè)方面做好傳感器的維護(hù)保養(yǎng)，減少或杜絕此類事故的發(fā)生。 I)為了保護(hù)傳感線圈，防止在壓射過程中鋁屑、鋁渣進(jìn)入傳感器內(nèi)，設(shè)備制造商在傳感線圈的前面增設(shè)擋塵圈。對(duì)于用戶來說，經(jīng)三個(gè)月的使用，應(yīng)檢查擋塵圈有無破損，一旦破損及時(shí)更換。否則就會(huì)造成傳感線圈和活塞桿表層鍍鉻層的損壞。2)由于傳感線圈套在活塞桿上，而活塞桿直接與油缸相連，一旦其密封圈損壞，其液壓油就會(huì)滲入傳感線圈，而液壓油在使用過程中不可避免會(huì)混入一些水份和雜質(zhì)，一旦進(jìn)入傳感線圈，其電阻、電感和分布電容就會(huì)發(fā)生變化，檢測(cè)數(shù)據(jù)不準(zhǔn)和誤報(bào)警的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，使壓鑄機(jī)不能正常運(yùn)行。根據(jù)統(tǒng)計(jì)位置傳感器損壞70%是由于密封圈損壞造成的，因此，活塞桿密封圈應(yīng)每月檢查一次，一旦發(fā)生泄漏，及時(shí)更換。3)活塞桿經(jīng)幾年的使用，由于正常磨損或由于擋塵圈損壞未能及時(shí)更換，鋁屑、鋁渣進(jìn)入傳感線圈與活塞桿之間，造成活塞桿表面劃痕或磨損，其表層的鍍鉻層就會(huì)剝落，一旦剝落就會(huì)使油密封圈及傳感線圈的骨架線圈損壞，損失巨大。因此應(yīng)及時(shí)處理。處理方法:首先測(cè)繪活塞桿的外形尺寸，再用電化學(xué)腐蝕的方法去除原鍍鉻層，一旦鍍鉻層去除，立即停止，切不可腐蝕銅環(huán)，用高精度磨床研磨并重新電鍍、研磨，并恢復(fù)原尺寸。
權(quán)利要求1.一種TOYO壓鑄機(jī)速度、位置傳感器，包括勵(lì)磁繞組及次級(jí)繞組，其特征是，將壓鑄機(jī)的活塞桿作為差動(dòng)變壓器式位移傳感器的可移動(dòng)鐵芯，繞有勵(lì)磁繞組及次級(jí)繞組的骨架套置在活塞桿上，骨架與壓鑄機(jī)機(jī)體固定，活塞桿鍍鉻保護(hù)層的內(nèi)側(cè)面沿著活塞桿長度方向上均勻間隔若干道銅環(huán)鍍層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的TOYO壓鑄機(jī)速度、位置傳感器，其特征是，所述相鄰銅環(huán)鍍層的間距約10-12 mm，各銅環(huán)鍍層的寬度6-10 mm，厚度0.5-0.8 mm。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種TOYO壓鑄機(jī)速度、位置傳感器，屬于傳感器技術(shù)領(lǐng)域，主要特點(diǎn)是利用壓鑄機(jī)本身油缸的活塞桿作為差動(dòng)變壓器式位移傳感器的可移動(dòng)鐵芯，在活塞桿上間隔設(shè)置若干根銅環(huán)鍍層，再將繞有勵(lì)磁繞組及次級(jí)繞組的骨架套置在活塞桿上，當(dāng)勵(lì)磁繞組通入交、直流信號(hào)后，由于短路銅環(huán)鍍層的作用，在活塞桿長度方向上形成交變磁場(chǎng)，當(dāng)活塞桿在勵(lì)磁線圈中移動(dòng)時(shí)，在次級(jí)線圈中分別輸出速度信號(hào)和位移信號(hào)，本實(shí)用新型克服了現(xiàn)有差動(dòng)變壓器式位移傳感器隨著位移距離的增加，其傳感器的長度也成倍增加，為了保證初、次繞組電感分布均勻，減少測(cè)量偏差，繞組的繞制及傳感器的機(jī)械加工比較困難等諸多不足，本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單，效果顯著，具有很強(qiáng)的實(shí)用性。
文檔編號(hào)G01B7/02GK203069135SQ20132000893
公開日2013年7月17日 申請(qǐng)日期2013年1月9日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月9日
發(fā)明者鄒明高 申請(qǐng)人:勝賽思精密壓鑄(揚(yáng)州)有限公司