专利名称：一种检测钢带输送跑偏量的位移传感器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种位移传感，具体地说是涉及一种检测钢带输送跑偏量的位移传感器。
背景技术：
钢带输送是现代连续生产工艺的重要组成部分，广泛用于化工、塑料工业、炼油、 煤液化、天然气、食品等领域的冷却固化、加热固化、造粒、造条、结片输送生产线。钢带输送过程中，输送物料温度高，钢带底部常采用喷水冷却，运行环境恶劣，工作中存在送料不稳， 布料不均等异常情况，导致钢带受热不均勻，钢带存在一定程度的无规则变形，运行中出现钢带频繁跑偏，且随机性较大，经常造成设备系统的非计划停工，严重影响了装置的安全、 稳定、长周期、满负荷运行。针对钢带输送系统中钢带跑偏问题，因为传感器的适用范围与价格的原因，钢带输送纠偏系统通常采用开关量控制纠偏或气动阀门定位器控制气缸压力平衡纠偏，在钢带变形较大时常常纠偏失效，限位频繁报警，钢带损坏严重，导致其使用寿命远远低于设计寿命，从而增大了生产和维护成本。通过查阅相关产品样本、手册与文献，目前应用于钢带输送跑偏量检测的位移传感器存在的不足主要在于(1)超声波传感器用于钢带跑偏位移量检测时，通常只能输出开关量信号；且不能应用于结霜、结露、防爆、蒸汽场合，当钢带输送为室外工作且冬天环境温度低于-10°c以下时应用受限。(2)激光智能型光电传感器能实现非接触测量、模拟量位移量输出，但价格昂贵； 开关型光电传感器不能用于位移量模拟量输出；光电传感器工作环境温度范围通常为0 55°C，不能应用于结霜、结露场合。(3)气动阀门定位器通常应用于气动压力闭环控制，可以实现模拟量位移输出，但是对钢带输送跑偏控制范围较小，钢带局部变形较大时不能适用。针对钢带冷却固化、加热固化、造粒、造条、结片输送生产线的低温、高温、粉尘等恶劣环境，迫切需要设计一种结构简单，稳定性好、成本低廉的位移传感器。LVDT位移传感器广泛用于对物体位移测量，具有结构简单、性能稳定、坚固耐用、 环境适应性强等特点，但通常只能检测单向运动的物体，而钢带在输送过程中具有多方向运动，故常规LVDT位移传感器不能直接应用于钢带输送跑偏位移量检测，在常规的LVDT位移传感器的基础上进行改进设计，使其能测量多向运动物体中的单向位移量，将会得到更广泛的应用，具有较大的经济效益。
发明内容针对国内外常规LVDT传感器和钢带输送跑偏量检测用位移传感器存在的不足， 本实用新型的目的在于提供一种检测钢带输送跑偏量的位移传感器，能应用于低温、高温、粉尘等恶劣环境场合检测物体多向运动中单向位移量或检测钢带输送跑偏量的位移传感器。为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是本实用新型包括心轴、U型架、转套、上防尘盖、轴承、孔用弹性挡圈、下防尘盖、螺母、弹性垫圈、两个导向杆组件、安装板、防尘罩、防尘胶套和LVDT位移传感器；其中LVDT位移传感器位于两个导向杆组件间，分别用管夹固定在安装板上；U型架的底面与两个导向杆组件的导向杆一端通过螺母固定；心轴垂直安装在U型架两侧的U型孔中固定，轴承安装在心轴中，轴承上端通过轴用弹性挡圈固定，转套安装在轴承外圈并通过孔用弹性挡圈定位；上防尘盖和下防尘盖分别安装在转套的上端面和下端面，与转套过盈配合固定，并与心轴形成间隙配合；防尘胶套安装在导向杆组件的导向杆一端上，防尘胶套与U型架底面贴紧，防尘罩固定在安装板上；LVDT位移传感器测杆延伸端与U型架底面贴紧。所述的导向杆组件包括导向杆、防尘圈、导向带、套筒、弹簧和螺钉；其中套筒一端孔内开有两个尺寸相同的沟槽，沟槽内嵌入导向带，位于套筒端部沟槽的外侧开有防尘圈槽并嵌入防尘圈，套筒另一端孔内开螺纹孔；未开螺纹的导向杆的一端沿开有防尘圈槽的套筒端嵌入套筒内部，弹簧一端插入开有内孔的导向杆端，另一端固定在螺钉上，螺钉旋入开有螺纹孔的套筒端。本实用新型具有的有益效果是本实用新型提出的位移传感器组件，通过转套与导向杆组件之间的运动转换，可以实现测量物体多向运动中单向位移量。本实用新型适用于低温、高温、粉尘等恶劣环境场合测量多向运动物体单向位移或检测钢带输送跑偏量，结构简单、稳定性好、成本低廉、易于推广。

图1是本实用新型的结构示意图。图2是图1的俯视图。图3是图1中导向杆组件的剖视放大图。图1中1、心轴；2、U型支架；3、上防尘盖；4、转套；5、轴用弹性挡圈；6、轴承；7、 孔用弹性挡圈；8、下防尘盖；9、平垫圈；10、弹簧垫圈；11、螺母；12、导向杆组件；13、安装板；14、螺钉；15、防尘罩；16、防尘胶套；17、第一管夹；18、第二管夹；19、LVDT位移传感器； 20、导向杆；21、防尘圈；22、导向带；23、套筒；24、弹簧；25、螺钉。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。如图1、图2所示，包括心轴1、U型架2、转套4、上防尘盖3、轴承6、孔用弹性挡圈 7、下防尘盖8、螺母11、弹性垫圈10、两个导向杆组件12、安装板13、防尘罩15、防尘胶套 16、第一管夹17、第二管夹18和LVDT位移传感器19 ；其中导向杆12由第一管夹17固定在安装板13上，LVDT位移传感器19位于两个导向杆组件12之间，并通过第二管夹18固定在安装板13上；U型架2的底面与两个相互平行的导向杆组件12的导向杆一端通过螺母固定；心轴1垂直安装在U型架2两侧的U型孔内，并通过平垫圈9、弹性垫圈10和螺母11固定，轴承6安装在心轴1中，轴承6上端通过轴用弹性挡圈5固定，转套4安装在轴承6 外圈并通过孔用弹性挡圈7定位；上防尘盖3和下防尘盖8分别安装在转套4的上端面和下端面，与转套4过盈配合固定，并与心轴1形成间隙配合；防尘胶套16安装在导向杆12 的导向杆一端上，防尘胶套16左端面与U型架2底面贴紧，防止外界灰尘或钢带输送过程中溢出的传送介质进入套筒23内，起保护导向杆组件12元件的作用；防尘罩15通过螺钉 14固定在安装板13上。如图3所示，所述的导向杆组件12包括导向杆20、防尘圈21、导向带22、套筒23、 弹簧M和螺钉25 ；其中套筒23 —端孔内开有两个尺寸相同的沟槽，沟槽内嵌入导向带22， 套筒23端部沟槽的外侧开有防尘圈槽并嵌入防尘圈21，套筒23另一端孔内开有25 35mm 的螺纹孔；导向杆20 —端开有长约15 20mm的螺纹，另一端开有深度为100 120mm的内孔并嵌入弹簧24，未开螺纹的导向杆20的一端沿开有防尘圈槽的套筒端嵌入套筒内部； 螺钉25通过套筒23螺纹孔端旋入套筒，螺钉25顶部与弹簧M —端接触，通过调整螺钉深度调节导向杆20沿套筒23的轴向位置。当导向杆20受到外力作用下使弹簧M产形变时，导向杆20沿螺钉25方向运动，导向带22起到减小摩擦、运动导向和承受导向杆20径向力的作用，并保证导向杆20沿套筒23中心线平稳地直线运动。旋转螺钉25可调节弹簧 24固定端在套筒23轴向的位置，控制导向杆20在初始工作位置时弹簧M的预紧力，从而控制转套4与被测钢带间的接触应力。螺钉25轴线上开有直径约为5mm的小孔，工作过程中起排气和加润滑剂的作用。如图1所示建立坐标系，被测钢带的传动方向平行于Y轴，钢带的跑偏方向平行于 X轴；在U型架2与两套相互平行的导向杆组件12之间的固定联接作用下，U型架2相对于安装板13的运动只能沿平行于X轴方向运动，即沿平行于导向杆组件12的轴线方向运动； 在导向杆组件12内弹簧力作用下，使转套4与被测钢带贴紧并实现沿平行于X轴方向即导向杆组件12的轴线方向的联动；钢带正常的传动过程中，钢带沿X轴方向位移分量为零，在转套4与钢带之间的摩擦力矩作用下，转套4沿绕心轴1转动，U型架2相对安装板13静止，此时LVDT位移传感器19输出信号不变；当被测钢带传动过程中沿X轴正方向跑偏时， 在转套4与钢带之间的摩擦力矩作用下，转套4绕心轴1转动，另外在导向杆组件12内弹簧M的弹力作用下，转套4实时动态地跟随钢带X轴方向的运动，转套4推动U型架2沿 X轴正方向位移，弹簧M在外力作用下被压缩，LVDT位移传感器19的测杆跟随U型架2沿 X轴正方向位移，LVDT位移传感器19输出信号按其测杆位移量比例减小；同理，当被测钢带传动过程中沿X轴负方向跑偏时，转套4绕心轴1转动，且实时动态地跟随钢带沿X轴负方向运动，在导向杆组件12内弹簧24的弹力作用下，推动U型架2朝X轴方向位移，LVDT 位移传感器测杆在其内置弹簧力作用下跟随U型架2向X轴负方向位移，LVDT位移传感器 19输出信号按其测杆位移量比例增大，最终实现LVDT位移传感器19输出信号与被测物体沿导向杆组件12轴线方向位移分量大小成比例。综上所述，本实用新型的位移传感器组件工作过程中，其导向杆组件能确保U型架在被检测位移方向上平稳的运动，并在导向杆组件中的弹簧作用力下，保证转套实时动态跟随被测钢带的跑偏运动；实现将被测钢带跑偏位移量转换成U型架沿导向杆组件轴线方向的位移量，回弹式LVDT传感器测杆自动跟随U型架的运动，最终实现LVDT传感器输出的位移电信号即为被测钢带输送跑偏位移量信号。
权利要求1.一种检测钢带输送跑偏量的位移传感器，其特征在于包括心轴(l)、u型架O)、 转套(4)、上防尘盖(3)、轴承(6)、孔用弹性挡圈(7)、下防尘盖(8)、螺母(11)、弹性垫圈 (10)、两个导向杆组件(12)、安装板(13)、防尘罩(15)、防尘胶套(16)和LVDT位移传感器 (19)；其中LVDT位移传感器(19)位于两个导向杆组件(12)间，分别用管夹固定在安装板 (13)上；U型架O)的底面与两个导向杆组件(12)的导向杆一端通过螺母固定；心轴(1) 垂直安装在U型架( 两侧的U型孔中固定，轴承(6)安装在心轴(1)中，轴承(6)上端通过轴用弹性挡圈( 固定，转套(4)安装在轴承(6)外圈并通过孔用弹性挡圈(7)定位；上防尘盖C3)和下防尘盖(8)分别安装在转套(4)的上端面和下端面，与转套(4)过盈配合固定，并与心轴⑴形成间隙配合；防尘胶套(16)安装在导向杆组件(12)的导向杆一端上， 防尘胶套(16)与U型架(2)底面贴紧，防尘罩(15)固定在安装板(13)上；LVDT位移传感器测杆延伸端与U型架( 底面贴紧。
2.根据权利要求1所述的一种检测钢带输送跑偏量的位移传感器，其特征在于所述的导向杆组件(12)包括导向杆(20)、防尘圈(21)、导向带(22)、套筒(23)、弹簧Q4)和螺钉05)；其中套筒03) —端孔内开有两个尺寸相同的沟槽，沟槽内嵌入导向带(22)，位于套筒03)端部沟槽的外侧开有防尘圈槽并嵌入防尘圈(21)，套筒03)另一端孔内开螺纹孔；未开螺纹的导向杆OO)的一端沿开有防尘圈槽的套筒端嵌入套筒内部，弹簧04) —端插入开有内孔的导向杆OO)端，另一端固定在螺钉0 上，螺钉0 旋入开有螺纹孔的套筒(23)端。
专利摘要本实用新型公开的是一种检测钢带输送跑偏量的位移传感器。包括心轴、U型架、转套、轴承、轴用弹性挡圈、孔用弹性挡圈、上防尘盖、下防尘盖、螺母、导向杆组件、安装板、防尘罩、第一管夹、第二管夹、LVDT位移传感器、防尘胶套、防尘罩，其中导向杆组件和LVDT位移传感器分别由第一管夹和第二管夹固定在安装板上；U型架安装在导向杆组件上，由螺母固定；心轴安装在U型架上由螺母固定；转套与轴承配合，由孔用弹性挡圈定位。本实用新型通过转套与导向杆组件运动转换，可以使常规LVDT位移传感器测量物体多向运动中的单向位移量，适用于低温、高温、粉尘、结霜、结露等恶劣环境场合，结构简单，稳定性好、成本低廉、易于推广。
文档编号G01B7/02GK202083342SQ20112017508
公开日2011年12月21日 申请日期2011年5月26日 优先权日2011年5月26日
发明者偶国富, 王吉, 金浩哲, 饶杰 申请人:杭州富如德科技有限公司