專利名稱：一種用于張力衰減絞車的內(nèi)置式纜繩張力測量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種測量裝置，尤其是一種基于承重、輸電、通信于一體電纜的張力衰減絞車內(nèi)置式纜繩張力測量裝置。
背景技術(shù)：
纜繩張力測量可以提供纜繩受載時承受拉力變化。傳統(tǒng)三輥式纜繩張力測量方法常用于鋼絲繩的張力測量，當纜繩為電纜時，該測量方法由于不滿足電纜最小折彎半徑的要求會影響纜繩使用壽命而不適于電纜的張力測量。發(fā)明專利“張力測量裝置”(ZL200980114914. 8)將張力測量裝置構(gòu)造成將測量目標對象的長磁性元件的一部分直流磁化到接近飽和磁化強度的范圍，通過檢測已磁化位置的表面附近的空間磁場強度，并根據(jù)檢測值測量作用于磁性元件的張力。由于該測量方法屬非接觸測量，對于鋼絲繩這樣的磁性元件具有應(yīng)用價值，但對于電纜等非磁性元件的張力測量則無能為力。實用新型專利“一種絞車張力測量裝置”(ZL200820241196. 3)給出了一種纜繩張力測量裝置，應(yīng)用于立式結(jié)構(gòu)的絞車。由限位塊和承力塊將單繩槽滑輪固定在絞車內(nèi)側(cè)壁， 通過調(diào)節(jié)安裝夾上下位置的螺母給力傳感器施加一個預(yù)壓力來修正測量輪自重帶來的測量誤差。這種方式只能在安全前一次性調(diào)整，之后因封閉在箱體內(nèi)而不能調(diào)整，且如果調(diào)整不合適，容易造成承力塊卡住而影響張力測量精度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷和不足，提出一種用于張力衰減絞車內(nèi)的纜繩張力測量裝置，主從絞盤采用新的臥式布置結(jié)構(gòu)方案，使張力測量不受測量輪自重影響的張力
測量裝置。為達到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下—種用于張力衰減絞車的內(nèi)置式纜繩張力測量裝置，包括張力輪1、大軸承2、施力套3、力傳感器4、傳感器座5、法蘭套6和平鍵7 ；所述張力輪1為外圓設(shè)有單個圓弧繩槽及中心設(shè)有階梯內(nèi)孔的圓盤，孔內(nèi)裝有大軸承2 ；其特征在于所述力傳感器4設(shè)置成水平或與水平成一小夾角方向受力；所述施力套3內(nèi)孔為設(shè)有鍵槽的通孔且外圓為三段階梯短圓柱的環(huán)套，外圓中間段圓柱面與大軸承2內(nèi)圈緊配合；所述法蘭套6的外圓為階梯圓柱， 其中小直徑段外圓與施力套3內(nèi)孔之間設(shè)有間隙δ 1，內(nèi)孔為階梯孔，在外端面沿階梯外圓母線平行方向設(shè)有一方孔6a，該方孔6a在階梯圓柱面一段為方槽，力傳感器4固定在傳感器座5上并通過法蘭套6的方孔6a插入方槽，傳感器4觸頭如面向施力套3的內(nèi)孔，在相對方槽呈180°對面的較小直徑段圓柱面設(shè)有鍵槽，鍵槽內(nèi)設(shè)置的平鍵7與施力套3內(nèi)孔鍵槽寬度方向設(shè)有間隙S 2，高度方向設(shè)有間隙δ 3+δ 4。進一步，所述傳感器4中心線和平鍵7中心線為同一直線并通過法蘭套6軸線，中心線與水平夾角為士 1/2 α。
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再進一步，施力套3內(nèi)孔與法蘭套6外圓之間的配合間隙δ 1為0. 3 0. 5mm，平鍵7側(cè)面與施力套3鍵槽之間的間隙δ 2為0. 3 0. 4mm，平鍵7頂面與施力套3鍵槽底面之間間隙δ 3+ δ 4 = 0. 6 0. 8_。
此外，所述張力輪1在大軸承2外圈一側(cè)設(shè)有軸向限位端蓋，所述施力套3在大軸承2內(nèi)圈一側(cè)設(shè)有軸向限位端蓋，所述法蘭套6階梯圓柱的小直徑端端面設(shè)有軸向限位端至ΓΤΠ ο
本發(fā)明的有益效果是通過將力傳感器設(shè)置為橫向受力，使張力輪將所承受的纜繩張力沿合力方向通過施力套作用在內(nèi)置于法蘭套內(nèi)的力傳感器上，并通過在平鍵與施力套之間及施力套與法蘭套之間設(shè)置合適的間隙保證傳感器不受裝置重力的影響，保證張力測量的精度和穩(wěn)定性，并能在一定范圍內(nèi)適應(yīng)纜繩包角的變化。


附圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖(纜繩未受載)；
附圖2是本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖(纜繩受載)；
附圖3是圖2的A-A剖視圖(逆時針轉(zhuǎn)90° )。
圖中1、張力輪，2、大軸承，3、施力套，4、力傳感器，4a、觸頭，5、傳感器座，6、法蘭套，6a、方孔，7、平鍵，8、軸承，9、支撐軸，10、纜繩。
具體實施方式
下面通過本發(fā)明用于一種張力衰減絞車中的張力測量為實施例，并結(jié)合附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案作進一步具體的說明。
實施例
圖1為本裝置在纜繩不受力狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖，由外向內(nèi)依次包括張力輪1、大軸承2、施力套3、力傳感器4、傳感器座5、平鍵7、法蘭套6 ；張力輪1內(nèi)孔與大軸承2外圈套裝，大軸承2內(nèi)圈與施力套3外圓套裝，施力套3與法蘭套6套裝，法蘭套6固定于絞車箱體，法蘭套6的孔內(nèi)經(jīng)軸承8與支承軸9配合安裝。
纜繩10未受力時，在張力輪1、大軸承2、施力套3的重力G作用下，使施力套3內(nèi)孔與法蘭套6外圓之間的間隙δ 1位于下方，這時傳感器4的觸頭如與施力套內(nèi)孔之間亦存在間隙34，使傳感器4輸出為零。平鍵7的作用是阻止施力套3的轉(zhuǎn)動，平鍵7與法蘭套6鍵槽為緊配合，平鍵7側(cè)面與施力套3存在間隙δ 2，平鍵7頂面與施力套3鍵槽底部存在間隙δ 3。為便于說明工作原理，圖中各間隙的圖示距離較實際距離進行了適當放大。 實際中應(yīng)合理設(shè)置間隙的大小，間隙設(shè)置過大會造成運行中會使張力輪1可能產(chǎn)生晃動， 間隙設(shè)置過小，有可能造成張力輪1卡住不能產(chǎn)生微量滑移。本實施例δ 1設(shè)置為0.3 0. 5mm, δ 2 設(shè)置為 0. 3 0. 4mm, δ 3+ δ 4 設(shè)置為 0. 6 0. 8_。
圖2為本裝置在纜繩受力狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)示意圖，這時，施力套3隨張力輪1左移， 張力輪1將纜繩10的進纜和出纜各自對張力輪1施加的拉力FO的合力F通過大軸承2經(jīng)施力套3傳遞給力傳感器4的觸頭如。施力套3與法蘭套6之間設(shè)置較大間隙的作用是在張力輪1不受纜繩10拉力時施力套3與力傳感器4觸頭如不接觸，按圖示纜繩10下端張力FO為水平方向，纜繩10上端張力FO與水平夾角為α，則合力F的方向與水平夾角為1/2 α，可以通過合力計算公式將力傳感器4所測得的合力F轉(zhuǎn)換成纜繩10所受張力F0。 只要滿足張力輪1在不受力時施力套3與力傳感器4的觸頭如無接觸的條件，具體應(yīng)用時 α角就可以在0至一定角度范圍內(nèi)變化。力傳感器4所受壓力通過傳感器座5支撐于法蘭套6。平鍵7的作用是阻止施力套3相對法蘭套6轉(zhuǎn)動，保證傳感器4的觸頭如只承受來自施力套3的壓力，但允許施力套3與法蘭套6之間在所受合力方向產(chǎn)生微量徑向滑動，使力傳感器4觸頭如受力變化時能產(chǎn)生正常應(yīng)變。此時，δ 1變?yōu)棣?1’，δ 3變?yōu)棣?3’，δ 4 =0。 圖3為圖2的A-A剖視圖(逆時針轉(zhuǎn)90° )，單繩槽張力輪1階梯孔與大軸承2 外圈配合安裝，大軸承2左端靠緊張力輪1大直徑沉孔端面，右端通過與張力輪1固定的端蓋限位；大軸承2內(nèi)圈與施力套3外圓階梯圓柱中段配合安裝，左端靠緊左臺階端面，右端通過與施力套3固定的端蓋限位。施力套3與法蘭套6左段較小直徑外圓套裝，通過與法蘭套6左端面固定的端蓋保持軸向限位。法蘭套6與絞車箱體固定，固定在傳感器座5上的力傳感器4通過法蘭套6的方孔6a插入，傳感器座5的右端通過擋條和螺釘與法蘭套6 固定。支撐軸9通過軸承8支撐于法蘭套6的內(nèi)孔。平鍵7與法蘭套6之間為緊配合，與施力套3鍵槽在寬度和高度方向留有合適的間隙，以保證既能阻止施力套3轉(zhuǎn)動，又能使施力套3在受力時相對于平鍵7產(chǎn)生一定的徑向滑動。當纜繩10不受力時施力套3在重力作用下回落，使之與力傳感器4的觸頭如分離，從而使力傳感器4的測量值不受張力輪1 等重力的影響。
權(quán)利要求
1.一種用于張力衰減絞車的內(nèi)置式纜繩張力測量裝置，包括張力輪(1)、大軸承O)、 施力套(3)、力傳感器G)、傳感器座(5)、法蘭套(6)和平鍵(7)；所述張力輪(1)為外圓設(shè)有單個圓弧繩槽及中心設(shè)有階梯內(nèi)孔的圓盤，孔內(nèi)裝有大軸承O)；其特征在于所述力傳感器(4)設(shè)置成水平或與水平成士 1/2 α方向受力；所述施力套(3)內(nèi)孔為設(shè)有鍵槽的通孔且外圓為三段階梯短圓柱的圓環(huán)套，外圓中間段圓柱面與大軸承O)內(nèi)圈緊配合；所述法蘭套(6)的外圓為階梯圓柱，其中小直徑段外圓與施力套(3)內(nèi)孔之間設(shè)有間隙δ ，內(nèi)孔為階梯孔，在外端面沿階梯外圓母線平行方向設(shè)有一方孔(6a)，該方孔(6a)在階梯圓柱面一段為方槽，力傳感器(4)固定在傳感器座( 上并通過法蘭套(6)的方孔(6a)插入方槽，傳感器(4)觸頭Ga)面向施力套C3)的內(nèi)孔，在相對方槽呈180°對面的較小直徑段圓柱面設(shè)有鍵槽，鍵槽內(nèi)設(shè)置的平鍵(7)與施力套(3)內(nèi)孔鍵槽寬度方向設(shè)有間隙δ 2，高度方向設(shè)有間隙δ 3+δ 4。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于張力衰減絞車的內(nèi)置式纜繩張力測量裝置，其特征在于所述傳感器(4)中心線和平鍵(7)中心線為同一直線并通過法蘭套(6)軸線，中心線與水平夾角為士 1/2 α。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于張力衰減絞車的內(nèi)置式纜繩張力測量裝置，其特征在于施力套⑶內(nèi)孔與法蘭套(6)外圓之間的配合間隙δ 1為0. 3 0. 5mm，平鍵(7)側(cè)面與施力套(3)鍵槽之間的間隙δ 2為0. 3 0. 4mm，平鍵(7)頂面與施力套(3)鍵槽底面之間間隙δ 3+ δ 4 = 0. 6 0. 8_。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于張力衰減絞車的內(nèi)置式纜繩張力測量裝置，其特征在于所述張力輪(1)在大軸承2外圈一側(cè)設(shè)有軸向限位端蓋，所述施力套C3)在大軸承 (2)內(nèi)圈一側(cè)設(shè)有軸向限位端蓋，所述法蘭套(6)階梯圓柱的小直徑端端面設(shè)有軸向限位立而蓋ο
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用于張力衰減絞車的內(nèi)置式纜繩張力測量裝置，包括張力輪、大軸承、施力套、力傳感器、傳感器座、法蘭套和平鍵。本發(fā)明的特點是通過將力傳感器設(shè)置為橫向受力，使張力輪將所承受的纜繩張力沿合力方向通過施力套作用在內(nèi)置于法蘭套內(nèi)的力傳感器上，并通過在平鍵與施力套之間及施力套與法蘭套之間設(shè)置合適的間隙保證傳感器不受裝置重力的影響，保證張力測量的精度和穩(wěn)定性，并能在一定范圍內(nèi)適應(yīng)纜繩包角的變化。
文檔編號G01L5/06GK102507068SQ20111036171
公開日2012年6月20日 申請日期2011年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月16日
發(fā)明者張冰蔚, 張成明, 朱鵬程, 楊林初, 鄢華林 申請人:江蘇科技大學(xué)