專利名稱：一種徑向力測量儀的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種徑向力測量裝置，具體說涉及一種用于測量旋轉軸唇形密封 圈(油封)徑向力的測量裝置。
背景技術：
旋轉軸唇形密封圈俗稱油封，在汽車的許多部位都要使用油封。油封的質量對汽 車的正常運行非常重要，如果油封輕微漏油，則容易造成汽車部件早期損壞，如果嚴重漏 油，不僅浪費油料和造成環(huán)境污染，甚至將造成汽車無法行駛。油封質量的關鍵是控制油封 的徑向力，目前不少油封生產廠家生產油封，設計時既缺少理論根據(jù)也沒有測量徑向力的 儀器，生產全憑經驗，這就很難設計出好的結構，更難于大批量穩(wěn)定生產出合格的油封。測 量油封徑向力需用一種專用儀器，它應具有較高精度。這類儀器國內尚是空白，進口儀器價 格很昂貴。
實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題是提供提供一種能夠迅速方便且準確地測量油 封徑向力的油封徑向力測量儀。本實用新型解決上述技術問題的技術方案如下一種徑向力測量儀，包括底座、以 及截面為半圓形的固定半軸和活動半軸，固定半軸和活動半軸的直徑面相對，且相互之間 留有間隙；所述固定半軸固定安裝于底座上，所述活動半軸下部剛性連接有應力傳感器，并 通過應力傳感器安裝在底座上；還設有分析、顯示應力傳感器信號的信號處理裝置。測量時，將被測量的油封套到兩個半軸上。由于油封與軸的配合是過盈配合，則在 油封中產生張力，該張力作用到半軸上形成了朝向軸心的徑向力F。雖然徑向力難以測量， 但在每個半軸形成的垂直分力P可以由測量彈力的應力傳感器測得，它們的關系是P = J /Fr sina da = 2Fr = FDF = P/DT = FjiD式中r為軸半徑D為軸直徑α為軸的中分面與軸面上任一點間的夾角P傳感器所測得的徑向力(單位牛頓)T為油封的總徑向力(單位牛頓)F為徑向力(單位牛頓/毫米)可見，圓周上每一單位的徑向力F可以由應力傳感器測得的分力P除以軸直徑D 而求得。油封的總徑向力T為每單位圓周上的徑向力F乘以軸的周長jiD。在上述技術方案的基礎上，本實用新型還可以做如下具體改進。[0018]進一步，所述應力傳感器為懸臂梁及附于懸臂梁上的應變片，懸臂梁的材質為鋁 合金；懸臂梁傳感器一端的上部與活動半軸剛性連接，懸臂梁傳感器另一端固定安裝在底 座上。應變片的信號輸出端連接至信號處理裝置。因為傳感器與活動半軸座是剛性連接， 活動半軸受徑向力作用帶動懸臂梁傳感器發(fā)生變形。這一過程沒有機械傳動只有傳感器變 形，因此沒有磨擦阻力，沒有力的損失，精度高，重現(xiàn)性好。信號處理裝置利用單片機處理系統(tǒng)分析應力傳感器所測到傳感器變形，計算出油 封產生的力值，并分別計算出徑向力、全周徑向力和單位長度徑向力。利用液晶顯示屏實時 顯示測量結果，包括實時結果和力值的變化曲線。在固定半軸、活動半軸與底座之間還可以分別設置固定半軸座、活動半軸座；所述 固定半軸安裝在固定半軸座上，活動半軸安裝在活動半軸座上；固定半軸座固定在底座上， 活動半軸座通過應力傳感器與底座連接。通過在固定半軸和活動半軸下方設置相應的半軸 座，可方便更換不同尺寸的半軸，以滿足測量不同尺寸油封的需要。徑向力測量儀還設有校準裝置。所述校準裝置為固定半軸上設有朝向活動半軸 的小孔，在所述底座上設有定滑輪、砝碼和牽引繩，牽引繩一端固定在活動半軸上，另一端 穿過固定半軸上的小孔，并經過滑輪下垂，砝碼掛在下垂的牽引繩上。校準儀器時，懸掛上 標準重量的砝碼，調整信號處理裝置，使之處于標準值狀態(tài)。本實用新型改變了傳統(tǒng)的測量方法，操作簡便，測量精度高，對于設計油封和檢驗 油封的質量，提供了可靠的依據(jù)。
圖1為本實用新型主體部分的剖視圖；圖2為圖1中A-A向剖面圖；圖3為本實用新型測量原理示意圖；圖4為本實用新型校準裝置示意圖；附圖中，各標號所代表的部件列表如下1、固定半軸，2、活動半軸，3、固定半軸座，4、活動半軸座，5、應力傳感器，6、底座， 7、信號處理裝置，8、油封(旋轉軸唇形密封圈)，9、小孔，10、滑輪。
具體實施方式

以下結合附圖對本實用新型的原理和特征進行描述，所舉實例只用于解釋本實用 新型，并非用于限定本實用新型的范圍。如圖1所示，本實用新型油封徑向力測量儀，包括底座6、固定半軸座3、活動半軸 座4，以及截面為半圓形的固定半軸1和活動半軸2。固定半軸1和活動半軸2的直徑面相對，形成一個圓柱形狀。兩個半軸之間留有 0. 75-1. 5mm的微小間隙，保證兩個半軸相對運動時不會接觸。固定半軸1和活動半軸2有 多種尺寸規(guī)格，分別用于測量不同尺寸規(guī)格的油封。固定半軸1安裝在固定半軸座3上，固定半軸座3固定在底座6上?；顒影胼S2 安裝在活動半軸座4上，活動半軸座4下部剛性連接有應力傳感器5，并通過應力傳感器5 安裝在底座6上。[0033]應力傳感器5可以有多種選擇。一種簡單的選擇是應力傳感器為一個懸臂梁以 及附于懸臂梁上的應變片，該懸臂梁優(yōu)選鋁合金材質。懸臂梁一端上部與活動半軸座4剛 性連接，懸臂梁另一端的下部固定安裝在底座6上?；顒影胼S受到徑向力作用時，懸臂梁發(fā) 生變形，應變片可測得懸臂梁的變形應力。因為懸臂梁與活動半軸座4是剛性連接，沒有機 械傳動只有傳感器變形，因此沒有磨擦阻力，沒有力的損失，精度高，重現(xiàn)性好。應力傳感器5的信號輸出端連接至信號處理裝置7。信號處理裝置7包括A/D轉 換器、單片機、存儲器、顯示屏、操作鍵盤以及微型打印機等。信號處理裝置7利用單片機系 統(tǒng)處理分析應力傳感器5所測到信號，計算出油封8產生的力值，并分別計算出徑向力、全 周徑向力和單位長度徑向力。利用液晶顯示屏實時顯示測量結果，包括實時結果和力值的 變化曲線。測量時，將被測量的油封8套到兩個半軸上。由于油封與軸的配合是過盈配合，則 在油封中產生張力，該張力作用到半軸上形成了朝向軸心的徑向力F。如圖2所示，雖然徑 向力難以測量，但在每個半軸形成的垂直分力P可以由測量彈力的應力傳感器5測得。圓 周上每一單位的徑向力F可以由應力傳感器5測得的分力P除以軸直徑D而求得。油封的 總徑向力T為每單位圓周上的徑向力F乘以軸的周長π D。徑向力測量儀還設有校準裝置。如圖3所示，校準裝置為固定半軸1上設有朝向 活動半軸2的小孔9，在所述底座6上設有定滑輪10、砝碼和牽引繩，牽引繩一端固定在活 動半軸2上，另一端穿過固定半軸1上的小孔9，并經過滑輪10下垂，砝碼掛在下垂的牽引 繩上。校準儀器時，懸掛上標準重量的砝碼，調整信號處理裝置7，使之處于標準值狀態(tài)。以上所述僅為本實用新型的較佳實施例，并不用以限制本實用新型，凡在本實用 新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保 護范圍之內。權利要求1.一種徑向力測量儀，包括底座(6)、以及截面為半圓形的固定半軸(1)和活動半軸 (2)，固定半軸和活動半軸的直徑面相對，且相互之間留有間隙，其特征在于，所述固定半軸 (1)固定安裝于底座(6)上，所述活動半軸(2)下部剛性連接有應力傳感器(5)，并通過應 力傳感器( 安裝在底座(6)上；還設有分析、顯示應力傳感器信號的信號處理裝置(7)。
2.根據(jù)權利要求1所述的徑向力測量儀，其特征在于，所述應力傳感器(5)為懸臂梁及 附于懸臂梁上的應變片，懸臂梁一端與活動半軸O)剛性連接，懸臂梁另一端固定安裝在 底座(6)上。
3.根據(jù)權利要求1所述的徑向力測量儀，其特征在于，在固定半軸(1)、活動半軸(2) 與底座(6)之間分別設有固定半軸座(3)、活動半軸座；所述固定半軸(1)安裝在固定 半軸座上，活動半軸( 安裝在活動半軸座上；固定半軸座(3)固定在底座(6)上，活動半 軸座(4)通過應力傳感器( 與底座(6)連接。
4.根據(jù)權利要求1-3中任一項所述的徑向力測量儀，其特征在于，還設有校準裝置。
5.根據(jù)權利要求4所述的徑向力測量儀，其特征在于，所述校準裝置為所述固定半軸 (1)上設有朝向活動半軸O)的小孔(9)，在所述底座(6)上設有定滑輪(10)、砝碼和牽引 繩，牽引繩一端固定在活動半軸( 上，另一端穿過固定半軸(1)上的小孔，并經過滑輪下 垂，砝碼掛在下垂的牽引繩上。
6.根據(jù)權利要求1-3中任一項所述的徑向力測量儀，其特征在于，所述信號處理裝置 (7)包括A/D轉換器、單片機、存儲器、顯示屏、操作鍵盤。
專利摘要本實用新型涉及一種適用于測量旋轉軸唇形密封圈(俗稱油封)的徑向力測量儀。該徑向力測量儀包括底座、以及截面為半圓形的固定半軸和活動半軸，固定半軸和活動半軸的直徑面相對，且相互之間留有間隙。所述固定半軸固定安裝于底座上，所述活動半軸下部剛性連接有應力傳感器，并通過應力傳感器安裝在底座上。徑向力測量儀還設有分析、顯示應力傳感器信號的信號處理裝置。這種徑向力測量儀操作簡便，測量精度高，有助于設計油封和檢驗油封的質量。
文檔編號G01L1/00GK201828362SQ20102029795
公開日2011年5月11日 申請日期2010年8月20日 優(yōu)先權日2010年8月20日
發(fā)明者周光仁 申請人:周光仁