具有微摩擦阻力的力-液體壓力轉(zhuǎn)換裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種具有微摩擦阻力的力-液體壓力轉(zhuǎn)換裝置，它由油缸和活塞構(gòu)成，活塞底面與油缸底留有空間，油缸側(cè)面設(shè)有與空間相通的用于連接液體壓力傳感器的螺孔，活塞腰上安裝有Yx型聚氨脂橡膠密封圈，活塞底面與油缸底之間的空間裝滿低溫潤(rùn)滑油脂。由于該裝置采用偏硬質(zhì)的Yx型聚氨脂橡膠密封圈并配合低溫潤(rùn)滑油脂，密封性好潤(rùn)滑性好，使活塞與油缸壁幾乎無摩擦阻力，綜合性能基本上由液體壓力傳感器的綜合性能決定。因此，對(duì)于制造不同性能要求的測(cè)力傳感器，只需選擇相應(yīng)性能的液體壓力傳感器即可。本實(shí)用新型特別適合做大量程高準(zhǔn)確度的測(cè)力傳感器，性能可靠，成本低廉。
【專利說明】具有微摩擦阻力的力-液體壓力轉(zhuǎn)換裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及傳感器領(lǐng)域，具體涉及力-液體壓力轉(zhuǎn)換式測(cè)力傳感器，例如用于動(dòng)態(tài)汽車衡的稱重傳感器，用于監(jiān)測(cè)煤礦采煤工作面支柱載荷的力傳感器，用于檢測(cè)煤礦和巖土工程錨索的測(cè)力傳感器等。

【背景技術(shù)】
[0002]較早時(shí)候煤礦檢測(cè)單體支柱載荷，曾用一種“力-液體壓力”轉(zhuǎn)換式量程0_45t的油壓測(cè)力計(jì)，其工作部分是一個(gè)裝有活塞的油缸(簡(jiǎn)稱活塞油缸)，活塞腰上安裝有密封圈，活塞底與油缸之間裝滿機(jī)油，油缸側(cè)面有連接螺孔，通過一根帶接頭的高壓油管與壓力表連接，工作時(shí)將頂板對(duì)支柱的作用力轉(zhuǎn)換為油體壓力，經(jīng)事先標(biāo)定，油體壓力直接標(biāo)示力值，測(cè)量人員可直接讀出支柱載荷的噸位。這種油壓測(cè)力計(jì)的缺點(diǎn)是:(I)在大噸位載荷時(shí)，機(jī)油密封困難，漏油致測(cè)數(shù)不準(zhǔn)，不適應(yīng)大噸位載荷；(2)機(jī)油熱脹系數(shù)大，使油壓測(cè)力計(jì)的讀數(shù)直接受到溫度影響。
[0003]為了解決上述不足，本申請(qǐng)的設(shè)計(jì)人曾發(fā)明一種“力-液體壓力轉(zhuǎn)換式測(cè)力傳感器”，它是在原有活塞油缸的螺孔上連接液體壓力傳感器(例如振弦式壓力傳感器)，將機(jī)油換成黃油(鈣基潤(rùn)滑油脂)，用O型耐油橡膠密封圈密封。黃油雖無流動(dòng)性，但在較高壓力作用下，同液體一樣能良好地傳遞壓力；而由于黃油粘稠，故與O型耐油橡膠密封圈配合，具有良好的密封性，其潤(rùn)滑性可保護(hù)O型耐油橡膠密封圈不易被高壓液體切角，故能可靠密封60MPa高壓。這種力-液體壓力轉(zhuǎn)換式測(cè)力傳感器完全能滿足準(zhǔn)確度1.5% FS的原煤炭部標(biāo)準(zhǔn)要求。這種測(cè)力傳感器優(yōu)點(diǎn)還在于，只需做好一種量程的液體壓力傳感器配不同直徑的活塞油缸即可使產(chǎn)品系列化；活塞直徑大時(shí)，量程可達(dá)數(shù)百噸，例如500t。它的主要缺點(diǎn)是用O型橡膠圈密封和普通黃油傳遞壓力，活塞與油缸之間的摩擦阻力較大、且隨壓力變化而改變，導(dǎo)致測(cè)力傳感器進(jìn)程相對(duì)誤差增大(大于壓力傳感器進(jìn)程相對(duì)誤差)，特別是滯后較大，因此產(chǎn)生的綜合誤差較大；此外，黃油溫度系數(shù)亦偏大。如何將此種傳感器的綜合誤差做到〈0.1% FS，并減小溫度系數(shù)，是本領(lǐng)域技術(shù)人員有待解決的問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)現(xiàn)有力-液體壓力轉(zhuǎn)換式測(cè)力傳感器存在的上述問題，本實(shí)用新型提供一種具有微摩擦阻力的力-液體壓力轉(zhuǎn)換裝置。
[0005]一種具有微摩擦阻力的力-液體壓力轉(zhuǎn)換裝置，它由油缸和活塞構(gòu)成基體，活塞底面與油缸底留有空間，油缸側(cè)面設(shè)有與空間相通的用于連接液體壓力傳感器的螺孔，其特征在于，活塞腰上安裝有Yx型聚氨脂橡膠密封圈，空間內(nèi)裝滿-20°C以下溫度的低溫潤(rùn)滑油脂。
[0006]為了適應(yīng)一般測(cè)力、稱重傳感器的使用狀態(tài)要求，上述的活塞是實(shí)心的。
[0007]為了保證一般測(cè)力、稱重傳感器的精度要求，上述的活塞頂部是球面的，使力作用在球面頂點(diǎn)，可保證力作用在活塞中心線上。
[0008]為了滿足一般測(cè)力、稱重傳感器的防塵要求，活塞球面周圈設(shè)有凸緣，凸緣與油缸之間安裝有防塵墊圈。
[0009]為了適應(yīng)錨索測(cè)力傳感器的要求，上述的活塞是空心的，油缸的缸腔相應(yīng)是環(huán)形的。
[0010]為了滿足動(dòng)態(tài)汽車衡在動(dòng)態(tài)條件下的精度要求，活塞底面與油缸底之間的空間間距優(yōu)選小于等于5mm。
[0011]為了排除超低溫潤(rùn)滑油脂中的空氣及水汽，要求在連接液體壓力傳感器前，采用I小時(shí)105°C的高溫排除油脂中的空氣及水汽，然后在油缸螺孔處安裝液體壓力傳感器。
[0012]所述的Yx型聚氨脂橡膠密封圈也可以用硬度和性能與其相似的其他材質(zhì)的Yx型密封圈。
[0013]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是:
[0014]I)由于該裝置采用的Yx型聚氨脂橡膠密封圈是偏硬質(zhì)的，并配合_20°C以下的低溫潤(rùn)滑油脂，密封性、潤(rùn)滑性好，使活塞與油缸壁幾乎無摩擦阻力，綜合性能基本上由液體壓力傳感器的綜合性能決定。因此，對(duì)于制造不同性能要求的測(cè)力傳感器，只需選擇相應(yīng)性能的液體壓力傳感器即可。特別適合做大量程高準(zhǔn)確度的測(cè)力傳感器，性能可靠，成本低廉。
[0015]2)在生產(chǎn)實(shí)用中對(duì)精度要求不太高時(shí)，只需用活塞式(砝碼式)壓力校驗(yàn)儀對(duì)液體壓力傳感器進(jìn)行標(biāo)定，然后根據(jù)該裝置油缸斷面面積換算成力即可?？墒∪嫶蟀嘿F的高精度液壓測(cè)力機(jī)進(jìn)行整體標(biāo)定。
[0016]3)用一種型號(hào)的液體壓力傳感器，只要配不同直徑的活塞油缸，即可構(gòu)成測(cè)力傳感器系列產(chǎn)品，并能確保精度質(zhì)量。
[0017]4)由于活塞底面與油缸底留有的空間厚度不用太厚，例如用于動(dòng)態(tài)汽車衡時(shí)油脂厚度僅5_，又經(jīng)過高溫排除空氣，滿量程載荷作用時(shí)，壓縮量最多1_。用于動(dòng)態(tài)汽車衡，即使車速達(dá)到30km/h通過稱臺(tái)，也能快速反應(yīng)；同時(shí)，有一定壓縮量進(jìn)行力-液壓轉(zhuǎn)換，可吸收動(dòng)態(tài)汽車衡承載器鋼板的振動(dòng)，因此，信號(hào)輸出端可省去低通濾波器。
[0018]5)由于油脂量很少，又使用低溫潤(rùn)滑油脂，其熱脹系敉比黃油還小，當(dāng)采用液體壓力傳感器配套時(shí)，測(cè)力傳感器的溫度系數(shù)比液體壓力傳感器的溫度系數(shù)大約要小一半；原來是0.3Hz/°C，現(xiàn)在降為0.15Hz/°C左右。
[0019]6)為了證明該裝置的摩擦阻力甚微，設(shè)計(jì)人用量程50MPa、綜合誤差小于0.1%FS的“高準(zhǔn)確度振弦式壓力傳感器”作為液體壓力傳感器與本裝置連接，構(gòu)成一種高準(zhǔn)確度測(cè)力傳感器。然后對(duì)其誤差進(jìn)行測(cè)試。測(cè)試結(jié)果表明，該測(cè)力傳感器與“高準(zhǔn)確度振弦壓力傳感器”的綜合誤差基本相等。因此，可以認(rèn)為:在柔軟的油脂潤(rùn)滑下，裝有偏硬質(zhì)Yx型密封圈的活塞與油缸壁之間幾乎沒有摩擦阻力，故稱為微摩擦阻力的力-液體壓力轉(zhuǎn)換裝置。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1是本實(shí)用新型采用實(shí)心活塞的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖2是采用圖1所示裝置與振弦式壓力傳感器連接構(gòu)成的振弦式測(cè)力、稱重傳感器外形示意圖；
[0022]圖3是本實(shí)用新型采用空心活塞的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖4是采用圖3所示裝置與振弦式壓力傳感器連接構(gòu)成的振弦式錨索測(cè)力傳感器外形示意圖。
[0024]圖中:1-油缸，2-防塵墊圈，3-活塞，4-Yx型聚氨脂橡膠密封圈，5-低溫潤(rùn)滑油月旨，6-螺孔，7-液體壓力傳感器。

【具體實(shí)施方式】
[0025]下面結(jié)合附圖進(jìn)一步說明本實(shí)用新型的實(shí)施方式。
[0026]實(shí)施例一，如圖1所示，一種具有微摩擦阻力的力-液體壓力轉(zhuǎn)換裝置，它由油缸I和活塞3構(gòu)成，活塞3的頂面為球面，球面周圈設(shè)有凸緣，凸緣與油缸I之間安裝有防塵墊圈2，活塞3底面與油缸I底留有空間，油缸I側(cè)面設(shè)有與空間相通的用于連接液體壓力傳感器的螺孔6，其中，活塞3是實(shí)心的，活塞3腰上安裝有Yx型聚氨脂橡膠密封圈4，活塞3底面與油缸I底部之間的空間內(nèi)裝滿溫潤(rùn)滑油脂5。
[0027]如圖2所示，在圖1所示的裝置的螺孔6上連接液體壓力傳感器7，液體壓力傳感器7采用振弦式液體壓力傳感器，從而構(gòu)成振弦式測(cè)力、稱重傳感器。
[0028]當(dāng)作為寒冷地區(qū)室外測(cè)力、稱重傳感器時(shí)，低溫潤(rùn)滑油脂5應(yīng)使用-40°C的鋰基潤(rùn)滑油脂，并保證油脂中無空氣及水汽。
[0029]當(dāng)作為動(dòng)態(tài)汽車衡的稱重傳感器使用時(shí)，要求活塞底面與油缸底之間的空間間距小于等于5mm，以滿足動(dòng)態(tài)情況下的精度要求。
[0030]實(shí)施例二，如圖3所示，一種具有微摩擦阻力的力-液體壓力轉(zhuǎn)換裝置，它由油缸I和活塞3構(gòu)成，活塞3底面與油缸底留有空間，油缸側(cè)面設(shè)有與空間相通的用于連接液體壓力傳感器的螺孔6，其中，活塞3是空心的，油缸的缸腔相應(yīng)是環(huán)形的；活塞3的內(nèi)、外壁腰上均安裝有Yx型聚氨脂橡膠密封圈4，活塞底面與油缸底之間的空間間距為5-10mm，其空間裝滿低溫潤(rùn)滑油脂5，如-40度鋰基潤(rùn)滑油脂。
[0031]如圖4所示，在圖2所示的裝置的螺孔6連接液體壓力傳感器7，液體壓力傳感器7采用振弦式液體壓力傳感器，從而構(gòu)成振弦式錨索測(cè)力傳感器。
【權(quán)利要求】
1.一種具有微摩擦阻力的力-液體壓力轉(zhuǎn)換裝置，它由油缸和活塞構(gòu)成，活塞底面與油缸底留有空間，油缸側(cè)面設(shè)有與空間相通的用于連接液體壓力傳感器的螺孔，其特征在于，活塞腰上安裝有Yx型聚氨脂橡膠密封圈，空間內(nèi)裝滿-20°C以下溫度的低溫潤(rùn)滑油脂。
2.如權(quán)利要求1所述的具有微摩擦阻力的力-液體壓力轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，所述的活塞是實(shí)心的。
3.如權(quán)利要求2所述的具有微摩擦阻力的力-液體壓力轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，活塞的頂面為球面。
4.如權(quán)利要求3所述的具有微摩擦阻力的力-液體壓力轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，球面活塞的球面周圈設(shè)有凸緣，凸緣與油缸之間安裝有防塵墊圈。
5.如權(quán)利要求2或3或4所述的具有微摩擦阻力的力-液體壓力轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，活塞底面與油缸底留有空間的間距小于等于5mm。
6.如權(quán)利要求1所述的具有微摩擦阻力的力-液體壓力轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，所述的活塞是空心的，油缸的缸腔相應(yīng)是環(huán)形的；活塞的內(nèi)、外壁腰上均安裝有Yx型聚氨脂橡膠密封圈。
【文檔編號(hào)】G01G3/12GK204202714SQ201420522480
【公開日】2015年3月11日 申請(qǐng)日期:2014年9月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月12日
【發(fā)明者】鄧鐵六, 趙勝利 申請(qǐng)人:鄧鐵六, 趙勝利