專利名稱：三維軸承負荷傳感器的制作方法
技術領域：
本發明屬于機械設備作業技術領域，進一步屬于大型旋轉機械運行工況監測與故障診斷技術領域中在線監測設備軸承負荷的專用測力傳感器。
目前，大型汽輪發電機組軸承負荷直接測試方法中有一種軸承支撐力法。它是利用安裝在軸承與軸承座之間的測力傳感器直接測量軸承負荷的測試方法，該方法的關鍵技術是測力傳感器。由于大型汽輪發電機組軸承結構的特殊要求，目前市場上銷售的各類測力及稱重傳感器均不能應用于其軸承縱向、橫向和軸向三個方向負荷的同時監測。
本發明的目的在于提供一種同時監測大型汽輪發電機組軸承和其它類似軸承縱向、橫向和軸向負荷的測力傳感器。該傳感器本身就是軸承結構的一個零件，結構簡單，精度高，安裝方便，不影響軸承的運行性能。
本發明包括彈性體、應變片和密封端蓋，其特征在于所述彈性體頂部和底部為長方形平面，彈性體前后面也為平面，彈性體兩側對稱加工有兩個平臺，每個平臺上分別有兩個通孔；彈性體下部對稱開有一個兩側各彎曲三個90度的窄長通縫，該通縫與彈性體頂部平面兩側的直通槽和彈性體兩側面使彈性體形成對稱的四個短梁，在窄通縫與頂部直通槽之間兩個短梁中心位置上開有兩兩對應的四個盲孔，在這四個盲孔底端平面水平中分線上中點區域分別粘貼電阻應變片，并組成全橋電路，用以測試軸承z向負荷，這兩個短梁上所對應的兩個盲孔分別被彈性體兩側上部的同直徑盲孔所隔開；在窄通縫兩側面與彈性體兩側面形成的兩個短梁前(后)面中心位置上也開有兩兩對應的盲孔，在這四個盲孔底端平面水平中分線上中點區域分別粘貼電阻應變片，并組成全橋電路，用以測試軸承x向負荷，每個短梁上所對應的兩個盲孔分別被彈性體外側下部的同直徑盲孔所隔開，在這外側下部的兩個盲孔底端平面中心區域分別各粘貼兩個電阻應變片，并組成全橋電路，用以測試軸承y向負荷。
下面結合附圖對本發明作進一步描述
圖1為本發明的整體結構示意圖。
圖2為本發明的正視圖。
圖3為本發明的左視圖。
傳感器的彈性體1由整塊金屬材料加工而成，其頂部2和底部3為長方形平面，頂部平面有與軸承外殼相聯結用的四個對稱內螺紋孔4，彈性體1前面5與后面6也為對稱平面，彈性體1外側對稱加工有兩個平臺7，每個平臺上分別有兩個通孔8，通過這兩個通孔用螺栓將傳感器固定在軸承座上；彈性體1下部對稱開有一個在兩邊彎曲三個90度的窄長通縫9，該通縫與彈性體1頂部平面兩側的直通槽10使彈性體形成對稱的兩個上部短梁11和兩個側面短梁12；在兩個上部短梁11中心位置上開有兩兩對應的四個上部短梁盲孔13，在這四個上部短梁盲孔13底端平面水平中分線上中點區域45°和135°方向分別粘貼電阻應變片，并組成全橋電路，用以測試軸承z向負荷，每個上部短梁11上所對應的兩個盲孔13分別被彈性體側面14上的同直徑上部盲孔15所隔開，這四個上部短梁盲孔13和兩個側面上部盲孔15的圓心軸線在同一水平面內；在兩個側面短梁12的前面5與后面6中心位置上也分別開有兩個相對應的盲孔16，在這四個盲孔16的底端平面水平中分線上中點區域45°和135°方向分別粘貼電阻應變片，并組成全橋電路，用以測試軸承x向負荷；兩個側面短梁前后面上所對應的兩個盲孔16分別被其側面的同直徑盲孔17所隔開，在兩個盲孔17底端平面中心區域45°和135°方向各粘貼兩個電阻應變片，并組成全橋電路，用以測試軸承y向負荷，這四個盲孔16和兩個盲孔17的圓心軸線也在同一水平面內。該結構整個是對稱的。
本發明是對軸承負荷的直接測試，而不是在許多假設條件下的推算值，故可得到較高的測試精度和可信度，能方便地實現大型汽輪發電機組軸承負荷在線監測。傳感器本身就是軸承結構的一個零件，不改變軸承的結構，安裝方便、適應性強，不影響軸承的運行性能。傳感器為剪切式傳感器，三個方向的力相互干擾很小，抗側向力強、精度高、剛度大，且結構簡單，易于密封。
權利要求
1．三維軸承負荷傳感器包括一彈性體1，其頂部2和底部3為長方形平面，彈性體1前面5與后面6也為對稱平面，彈性體1外側對稱加工有兩個平臺7。本發明的特征是，彈性體1下部對稱開有一個在兩邊彎曲三個90度的窄長通縫9，該通縫與彈性體1頂部平面兩側的直通槽10使彈性體形成對稱的兩個上部短梁11和兩個側面短梁12；在兩個上部短梁11中心位置上開有兩兩對應的四個上部短梁盲孔13，在這四個上部短梁盲孔13底端平面水平中分線上中點區域45°和135°方向分別粘貼電阻應變片，并組成全橋電路，每個上部短梁11上所對應的兩個盲孔13分別被彈性體側面14上的同直徑上部盲孔15所隔開，這四個上部短梁盲孔13和兩個側面上部盲孔15的圓心軸線在同一水平面內；在兩個側面短梁12的前面5與后面6中心位置上也分別開有兩個相對應的盲孔16，在這四個盲孔16的底端平面水平中分線上中點區域45°和135°方向分別粘貼電阻應變片，并組成全橋電路，兩個側面短梁前后面上所對應的兩個盲孔16分別被其側面的同直徑盲孔17所隔開，在兩個盲孔17底端平面中心區域45°和135°方向各粘貼兩個電阻應變片，并組成全橋電路。
2．根據權利要求1所述的三維軸承負荷傳感器，其特征在于所說的盲孔16和盲孔17的圓心軸線在同一水平面內。
全文摘要
一種大型旋轉機械運行工況監測與故障診斷技術領域中在線監測設備軸承負荷的三維軸承負荷傳感器。其盲孔13.16.17的底端平面水平中分線上中點區域45°和135°方向分別粘貼電阻應變片,并且組成三個全橋電路,可同時監測大型汽輪發電機組軸承和其它類似軸承縱向.橫向和軸向負荷的測力傳感器。其本就是軸承結構的一個零件,結構簡單,精度高,安裝方便,不影響軸承的運行性能。
文檔編號G01L1/20GK1204767SQ9710861
公開日1999年1月13日 申請日期1997年7月8日 優先權日1997年7月8日
發明者楊兆建, 黃廣龍, 謝友柏 申請人:西安交通大學
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