壓電式內應力傳感器的制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種壓電式內應力傳感器，它包括張緊套，彈性體，螺母，敏感元件，導電盤，接線器，電纜以及強度膠泥。在高速沖壓設備運行時，壓頭向下沖壓毛坯，使設備底座發(fā)生變形產生內應力。安裝在設備底座內部的傳感器將內應力轉換為電荷信號傳遞給監(jiān)控儀器，監(jiān)控儀器根據預定程序判定當前設備運行情況及沖壓毛坯件質量，執(zhí)行控制任務，以此保證設備的正常運行。該壓電式內應力傳感器結構簡單，體積小，精度高、壽命長且安裝方便，將其應用在高速沖壓設備中可準確測量壓頭沖壓力，結合配套的智能監(jiān)控儀將大大提高工件合格率、設備生產率和工廠管理自動化水平，延長設備壽命，降低人工成本。
【專利說明】壓電式內應力傳感器
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種內應力傳感器，特別是一種用于測量高速沖壓設備底座內應力的新型動態(tài)力傳感器。
【背景技術】
[0002]高速沖壓設備是標準件(如:螺釘、螺帽、鉚釘、鋼球等)生產不可缺的主要設備。隨著技術進步及人力成本快速上漲，沖壓設備已朝著多工位、快節(jié)奏、自動化方向發(fā)展，其工件加工速度明顯提高，由此產生的設備安全控制和產品質量控制問題更加突出。在工件沖壓加工過程中，速度快、噪音大，操作工人極易疲勞，如果不對設備進行有效控制，僅憑人工監(jiān)控，時常會出現(xiàn)因設備磨損、壓頭破損、模具掉塊、二次沖模等因素導致大量廢品產生，甚至造成幾十萬元的設備損壞，工件質量和設備安全對人工素質及技能依賴較高，人力成本居高不下。如何提高設備生產效率和產品質量，有效降低產品生產成本是廣大標準件生產企業(yè)一直苦惱的技術問題。本實用新型專利就是通過監(jiān)測設備底座內應力變化來判斷工件加工過程是否異常的一種核心部件，配以適當的控制方法就能大幅度提高設備利用率、勞動生產率和產品質量，就能有效降低設備操作人員的技能要求和產品生產成本。
實用新型內容
[0003]為了達到準確監(jiān)測設備底座內應力變化的目的，本實用新型的技術方案是采用壓電陶瓷材料的正壓電效應設計、制作一種壓電式內應力傳感器，它包括張緊套(1)，彈性體
(2)，螺母(3)，敏感元件⑷，導電盤(5)，接線器(6)，電纜(7)以及強度膠泥⑶，其特征在于:兩塊敏感元件(4)與導電盤(5)用粘合膠粘接在一起，放入彈性體(2)切口，并與切口上、下面用粘合膠粘接在一起；導電盤(5)尾部與電纜(7)焊接在一起，電纜(7)穿過接線器(6)、彈性體(2)和螺母(3);接線器(6)掐住電纜(7);彈性體⑵與張緊套⑴緊密配合，彈性體(2)尾部穿過張緊套(1)與螺母(3)聯(lián)接；在彈性體內部填充了強度膠泥(8)。
[0004]所述張緊套(1)為套筒結構；外表面為階梯圓柱，小圓柱面上有螺紋；內表面前端為圓錐形；中間為圓柱形；尾端為方形，與彈性體(2)中部方形緊密配合；前端沿徑向方向有貫穿的切口。
[0005]所述彈性體(2)前端為圓錐形，沿徑向方向有貫穿的切口 ；中部為方形，與張緊套(1)尾孔配合；尾部外表面為螺紋圓柱，與螺母(3)配合。
[0006]所述螺母(3)為圓柱狀，有內孔螺紋，與彈性體(2)配合；尾端有徑向切口與工裝
(9)配合；軸中心有孔與電纜(7)配合。
[0007]所述敏感元件⑷為壓電陶瓷材料，成方形，與導電盤(5)粘合時，同極性面朝向導電盤。
[0008]所述電纜(7)為靜噪聲電纜。
[0009]所述強度膠泥⑶絕緣阻抗≥1000ΜΩ。
[0010]由于上述技術方案的運用，本實用新型具有下列優(yōu)點:在高速沖壓設備運行時，壓頭向下沖壓毛坯，產生沖壓力。毛坯在沖壓力的作用下發(fā)生塑形變形，同時產生抵抗塑形變形的力，反作用于設備底座，使設備底座發(fā)生變形從而產生內應力，該內應力大小與沖壓力呈線性關系。傳感器安裝在設備底座內部，當設備底座產生彈性變形時，傳感器將內應力通過壓電敏感元件按線性比例關系轉換成電荷信號，電荷信號經導電盤、電纜傳遞出來供后端監(jiān)控儀器采集分析。監(jiān)控儀器接收到傳感器電荷信號后，根據預定程序判定當前設備運行情況以及沖壓毛坯件質量，并做出分選或停機動作。譬如:沖壓設備出現(xiàn)故障，可能導致進料偏長、工件幾何尺寸超限、沖壓力過大，監(jiān)控儀就會根據監(jiān)測結果實時停機報警，防止造成沖壓設備和模具損壞；也可能導致進料不足，工件幾何尺寸不足、沖壓力過小，監(jiān)控儀就會根據監(jiān)測結果實時停機報警，防止造成大量不合格品產出。該壓電式內應力傳感器結構簡單，體積小，精度高、壽命長且安裝方便，將其應用在高速沖壓設備中可準確測量壓頭沖壓力，結合配套的智能監(jiān)控儀將大大提高工件合格率、設備生產率和工廠管理自動化水平，延長設備壽命，降低人工成本。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]圖1是本實用新型主剖視圖。
[0012]圖2是本實用新型安裝示意圖以及加載示意圖。
【具體實施方式】
[0013]下面將結合附圖對本實用新型優(yōu)先實施方案進行詳細說明。
[0014]如圖1所示，本實用新型一種壓電式內應力傳感器，它包括張緊套(1)，彈性體
(2)，螺母(3)，敏感元件⑷，導電盤(5)，接線器(6)，電纜(7)以及強度膠泥⑶，其特征在于:兩塊敏感元件(4)與導電盤(5)用粘合膠粘接在一起，放入彈性體(2)切口，并與切口上、下面用粘合膠粘接在一起；導電盤(5)尾部與電纜(7)焊接在一起，電纜(7)穿過接線器(6)、彈性體(2)和螺母(3);接線器(6)掐住電纜(7);彈性體⑵與張緊套⑴緊密配合，彈性體(2)尾部穿過張緊套(1)與螺母(3)聯(lián)接；在彈性體內部填充了強度膠泥(8)。
[0015]如圖2所示，利用特制工裝(9)將傳感器安裝于沖壓設備內部。在高速沖壓設備運行時，壓頭向下沖壓毛坯，產生沖壓力。毛坯在沖壓力的作用下發(fā)生塑形變形，同時產生抵抗塑形變形的力，反作用于設備底座，使設備底座發(fā)生變形從而產生內應力，該內應力大小與沖壓力呈線性關系。傳感器安裝在設備底座內部，當設備底座產生彈性變形時，傳感器將內應力通過壓電敏感元件按線性比例關系轉換成電荷信號，電荷信號經導電盤、電纜傳遞出來供后端監(jiān)控儀器采集分析。監(jiān)控儀器接收到傳感器電荷信號后，根據預定程序判定當前設備運行情況以及沖壓毛坯件質量，并做出分選或停機動作。譬如:沖壓設備出現(xiàn)故障，可能導致進料偏長、工件幾何尺寸超限、沖壓力過大，監(jiān)控儀就會根據監(jiān)測結果實時停機報警，防止造成沖壓設備和模具損壞；也可能導致進料不足，工件幾何尺寸不足、沖壓力過小，監(jiān)控儀就會根據監(jiān)測結果實時停機報警，防止造成大量不合格品產出。該壓電式內應力傳感器結構簡單，體積小，精度高、壽命長且安裝方便，將其應用在高速沖壓設備中可準確測量壓頭沖壓力，結合配套的智能監(jiān)控儀將大大提高工件合格率、設備生產率和工廠管理自動化水平，延長設備壽命，降低人工成本。
[0016]本說明書實施例所述的內容僅僅是對實用新型構思的實現(xiàn)形式的舉例，本實用新型的保護范圍不應當被視為僅限于本例所陳述的具體形式，本實用新型的保護范圍還包括本領域技術人員根據本實用新型構思所能想到的同等技術手段。
【權利要求】
1.一種壓電式內應力傳感器，用于測量高速沖壓設備底座內應力，它包括張緊套(1)，彈性體⑵，螺母⑶，敏感元件⑷，導電盤(5)，接線器(6)，電纜(7)以及強度膠泥⑶，其特征在于:兩塊敏感元件(4)與導電盤(5)用粘合膠粘接在一起，放入彈性體(2)切口，并與切口上、下面用粘合膠粘接在一起；導電盤(5)尾部與電纜(7)焊接在一起，電纜(7)穿過接線器(6)、彈性體(2)和螺母(3);接線器(6)掐住電纜(7);彈性體⑵與張緊套(1)緊密配合，彈性體(2)尾部穿過張緊套(1)與螺母(3)聯(lián)接；在彈性體內部填充了強度膠泥⑶。
2.根據權利要求1所述的壓電式內應力傳感器，其特征在于:所述張緊套(1)為套筒結構；外表面為階梯圓柱，小圓柱面上有螺紋；內表面前端為圓錐形；中間為圓柱形；尾端為方形，與彈性體(2)中部方形緊密配合；前端沿徑向方向有貫穿的切口。
3.根據權利要求1所述的壓電式內應力傳感器，其特征在于:所述彈性體(2)前端為圓錐形，沿徑向方向有貫穿的切口 ；中部為方形，與張緊套(1)尾孔配合；尾部外表面為螺紋圓柱，與螺母(3)配合。
4.根據權利要求1所述的壓電式內應力傳感器，其特征在于:所述螺母(3)為圓柱狀，有內孔螺紋，與彈性體(2)配合；尾端有徑向切口與工裝(9)配合；軸中心有孔與電纜(7)配合。
5.根據權利要求1所述的壓電式內應力傳感器，其特征在于:所述敏感元件(4)為壓電陶瓷材料，成方形，與導電盤(5)粘合時，同極性面朝向導電盤。
6.根據權利要求1所述的壓電式內應力傳感器，其特征在于:所述電纜(7)為靜噪聲電纜。
7.根據權利要求1所述的壓電式內應力傳感器，其特征在于:所述強度膠泥(8)絕緣阻抗≥1000ΜΩ。
【文檔編號】G01L5/00GK203519225SQ201320488017
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年8月3日 優(yōu)先權日:2013年8月3日
【發(fā)明者】戴星, 湯世友, 劉大仟, 鄧先智, 張明 申請人:綿陽市奇石緣科技有限公司