一种RVDT角位移传感器的制作方法

一种rvdt角位移传感器
【技术领域】
1.本实用新型涉及一种传感器，具体地说，是一种rvdt角位移传感器。


背景技术：

2.rvdt(rotaryvariable differential transformer)是旋转可变差动变压器缩写，属于角位移传感器。它采用与lvdt相同的差动变压器式原理，即把机械部件的的旋转传递到角位移传感器的轴上，带动与之相连的扰流片/铁心，改变线圈中的感应电压/电感量，输出与旋转角度成比例的电压/电流信号。”目前现有的rvdt角位移传感器具有如下缺陷：
3.第一，现有的rvdt角位移传感器利用孔用弹性挡圈对转子进行轴向限位，再通过调节垫片减小轴向间隙，调节垫片的厚度很小且不均匀，无法完全消除轴向间隙，导致产品工作中存在输出信号不稳等问题。且孔用弹性挡圈是一种扁平状的带有两个钳孔的金属挡圈，安装于圆孔内，用作固定零部件的轴向运动，挡圈的外径比装配圆孔直径稍大。安装时须用卡簧钳，将钳嘴插入挡圈的钳孔中，夹紧挡圈，才能放入预先加工好的圆孔内槽，安装操作比较繁琐。
4.第二，传统的rvdt角位移传感器的转子相对于壳体是旋转运动的，在盐雾、霉菌、湿热的工作环境中，对传感器提出了更高的动密封要求，目前，对于空间结构狭小的传感器，缺少动密封的应用技术。公开(公告)号为cn215634982u的中国实用新型专利公开了一种角位移传感器动密封结构，其动密封结构包括套设在转轴上的密封环、密封垫及端盖。密封环设置在轴承靠近第二容置腔的一侧，密封环在常态下其外边缘朝向其内边缘方向逐渐拱起。密封垫设置有两个，分别位于密封环的两侧。端盖设置在所述第二容置腔内且与所述外壳固定。但其密封环为在常态下其外边缘朝向其内边缘方向逐渐拱起的弧度结构，在轴向挤压后通过消除弧度，增大外径、减小内径、厚度不变的变形方式达到密封效果。由于厚度不变因此弹性形变量有限，导致密封效果也有限。
5.第三，现有端盖与壳体通过焊接方式进行封装固定，不便于拆卸，导致后期维护困难。


技术实现要素：

6.鉴于此，本实用新型要解决的技术问题，在于提供一种rvdt角位移传感器，对整体密封结构和动密封结构作了改进，从而满足传感器在盐雾、霉菌、湿热、高温等恶劣工作环境的要求。
7.为达到前述新型之目的，本实用新型实施例采取的技术方案是：一种rvdt角位移传感器，包括：
8.内腔，由外壳、前端盖和后端盖包围形成，所述外壳的侧面还设有走线孔；
9.转子，前端通过第一轴承架设在所述内腔中，并伸出所述前端盖之外，后端则通过第二轴承架设在所述内腔中；
10.定子，内圈套设于所述转子的中段上，外圈则固定于所述内腔的内壁上；
11.鞍形弹性垫圈，套设在所述转子上，数量为两个，其中一个轴向压紧于所述前端盖和所述第一轴承之间，另一个则轴向压紧于所述第二轴承和所述第二轴承盖之间，且经压紧产生弹性变形后消除转子的轴向间隙；
12.螺圈，设在外壳与第二轴承盖之间；
13.信号线，通过一护线套从所述走线孔引出至外壳之外，用于将传送传感器的交变电流和输出电压，且所述护线套与所述走线孔之间的间隙以及信号线与护线套的空隙中通过密封胶密封。
14.进一步地，所述鞍形弹性垫圈在自由状态下是具有一定弧度的马鞍形金属环片，内径比所述转子的轴径稍大，外径比装配圆孔直径稍小，厚度为0.2～1mm。
15.进一步地，本实用新型还包括密封圈，由弹性的氟醚橡胶材料制成，套设在所述转子上，设于所述鞍形弹性垫圈和所述前端盖之间，并在受挤压时通过减小厚度，增大外径、减小内径的变形方式达到密封效果。
16.进一步地，所述螺圈的数量为两个，且侧面具有外螺纹分别与所述外壳、第二轴承盖之间形成螺纹配合，且外端面具有多个凹形直槽口，用于与装配治具的多个凸台配合对应。
17.进一步地，所述前端盖与所述外壳的前端凹槽通过螺纹配合，并通过沉头螺钉固定锁附在所述外壳上。
18.进一步地，所述后端盖是一具有外螺纹的圆块结构，外端表面对称地分布多个操作凹槽。
19.进一步地，所述护线套是一金属套环，通过外螺纹锁紧在外壳上，内环具有光滑圆周方向的倒圆。
20.本实用新型的优点在于：由外壳、前端盖、沉头螺钉、密封圈、转子、后端盖、护线套、信号线、密封胶构成了整体密封结构。其中，前端盖、密封圈、鞍形弹性垫圈、轴承、外壳组成动密封结构，从而充分保证了转子旋转运动时的密封性。鞍形弹性垫圈是一种自由状态下具有一定弧度的环片，外形类似马鞍的金属垫圈，安装圆孔内，受到轴向挤压后产生弹性形变，能够消除轴向间隙，使产品输出信号的稳定性得较好地保证。密封圈是由氟醚橡胶材料制造的，具有一定厚度的平整环片，放置在前端盖和鞍形弹性垫圈之间，氟醚橡胶具有良好的弹性和耐高温能及抗腐蚀性，且能在挤压时通过减小厚度，增大外径、减小内径的变形方式达到密封效果。在护线套与信号线之间的空腔内涂上致密均匀的密封胶，密封胶具有良好的耐高温性及抗腐蚀性。外壳、前端盖、沉头螺钉、转子、后端盖及护线套均为耐腐蚀的金属材质，从而使产品能在盐雾、霉菌、湿热的工作环境中长期运作。
【附图说明】
21.下面参照附图结合实施例对本实用新型作进一步的说明。
22.图1是本实用新型整体轴向剖视结构示意图；
23.图2是本实用新型的鞍形弹性垫圈的结构示意图；
24.图3是本实用新型的鞍形弹性垫圈的消除轴向间隙原理结构示意图；
25.图4是本实用新型的密封圈的在挤压前后状态的结构示意图；
26.图5是本实用新型的螺圈的结构示意图；
27.图6是本实用新型的后端盖的结构示意图。
【具体实施方式】
28.本实用新型实施例通过提供在于提供一种rvdt角位移传感器，对整体密封结构和动密封结构作了改进，从而满足传感器在盐雾、霉菌、湿热、高温等恶劣工作环境的要求。
29.本实用新型实施例中的技术方案为解决上述问题，总体思路如下：本实用新型通过外壳、前端盖、沉头螺钉、密封圈、转子、后端盖、护线套、信号线、密封胶构成了整体密封结构。其中，前端盖、密封圈、鞍形弹性垫圈、轴承、外壳组成动密封结构。鞍形弹性垫圈通过挤压垫圈产生弹性变形，可实现消除转子的轴向间隙，简化组装工艺，从而充分保证了转子旋转运动时的密封性，提高传感器信号输出的稳定性。密封圈采用弹性的氟醚橡胶材料，具有良好的耐高温能及抗腐蚀性，且能在挤压时通过减小厚度，增大外径、减小内径的变形方式达到密封效果。在信号线出现口的空腔内涂上密封胶，达到整体密封效果。传感器的外形裸露零件均选用耐腐蚀、耐高温材质，满足传感器在盐雾、霉菌、湿热、高温等恶劣工作环境的要求。
30.为了更好地理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
31.请参阅图1至图6所示，本实用新型的一种rvdt角位移传感器，包括：
32.内腔1，由外壳11、前端盖12和后端盖13包围形成，所述外壳11的侧面还设有走线孔111；
33.转子2，前端通过第一轴承21架设在所述内腔1中，并伸出所述前端盖12之外，后端则通过第二轴承22架设在所述内腔1中；
34.定子3，内圈套设于所述转子2的中段上，外圈则固定于所述内腔1的内壁上；
35.鞍形弹性垫圈4，套设在所述转子2上，数量为两个，其中一个轴向压紧于所述前端盖12和所述第一轴承21之间，另一个则轴向压紧于所述第二轴承22和所述第二轴承盖221之间，且经压紧后产生弹性变形，弧度增大，宽度变小；
36.螺圈5，设在外壳11与第二轴承盖221之间；
37.信号线6，通过一护线套61从所述走线孔引111出至外壳11之外，用于将传送传感器的交变电流和输出电压，且所述护线套61与所述走线孔111之间的间隙以及信号线6与护线套61的空隙中通过密封胶62密封，密封胶具有良好的耐高温性及抗腐蚀性。
38.密封圈7，由弹性的氟醚橡胶材料制成，套设在所述转子2上，设于所述鞍形弹性垫圈4和所述前端盖12之间，装配时分别与所述转子和所述外壳保持间隙配合，但在受挤压时通过减小厚度，增大外径、减小内径的变形方式达到密封效果。如图4所示，挤压密封圈前后的尺寸变化为：外径d2》d1，内径d2《d1，厚度s2《s1。
39.其中，如图2的(a)所示，(a)为鞍形弹性垫圈4的主视图，所述鞍形弹性垫圈4在自由状态下是具有一定弧度的马鞍形金属环片，内径比所述转子2的轴径稍大，外径比装配圆孔直径稍小，厚度为0.2～1mm。如图2的(b)所示，(b)分别为鞍形弹性垫圈4处于自由状态及极至变形状态的轴向剖视图，鞍形弹性垫圈4会随着间隙宽度大小产生相应的形变，即轴向间隙越大，变形量越小，轴向间隙越小，变形量越大。
40.再如图3所示，在安装鞍形弹性垫圈4之前，如图3的(a)所示，转子2的轴向方向存
在两处轴向间隙，第一轴向间隙a的宽度为h1,第二轴向间隙b的宽度为h2，鞍形弹性垫圈4的宽度h，h大于h1、h2，即鞍形弹性垫圈4的宽度都大于每个轴向间隙的宽度。如图3的(b)在两处间隙都安装鞍形弹性垫圈4后，由于受到轴向挤压产生弹性形变，弧度增大，使得鞍形弹性垫圈4的宽度h变小，则第一轴向间隙a的状态为h＝h1，第二轴向间隙b状态为h＝h2，在此状态下两处间隙被鞍形弹性垫圈4填满，即完全消除转子的轴向间隙。
41.如图5所示，所述螺圈5为环形结构，数量为两个，且侧面具有外螺纹，分别与所述外壳11、第二轴承盖221之间形成螺纹配合，且外端面具有多个凹形直槽口51，用于与装配治具的多个凸台配合对应，便于装配治具将其旋入外壳锁紧，以起防松紧固作用。
42.如图1所示，所述前端盖12与所述外壳11的前端凹槽112通过螺纹配合，并通过沉头螺钉122固定锁附在所述外壳11上。
43.如图6所示，所述后端盖13是一具有外螺纹的圆块结构，外端表面对称地分布多个操作凹槽131，便于通过装配治具的凸台对准后端盖的凹槽口，并将其旋入外壳锁紧。
44.如图1所示，所述护线套61是一金属套环，通过外螺纹锁紧在外壳11上，内环具有光滑圆周方向的倒圆，信号线从内圈穿过，保护并避免损伤信号线。
45.本实用新型的结构的组装连接关系：
46.1、先将护线套61外螺纹旋入外壳11侧面的走线孔111，再组装定子3，将定子3装入外壳11内，定子3与外壳11通过涂胶粘接固定。定子3引出的信号线6从护线套61内孔穿出。在信号线6与护线套61的空隙中涂上密封胶。
47.2、在转子2前后两端的轴肩分别装入一个轴承，在后端轴承即第二轴承22外侧放置一片鞍形弹性垫圈4。从外壳11右侧装入第二轴承盖221，并使鞍形弹性垫圈4和第二轴承22装进第二轴承盖221内孔。
48.3、将上述步骤2的转子组件装入外壳11内。
49.4、在前端轴承即第一轴承21外侧放入一片鞍形弹性垫圈4，再装入密封圈7。将前端盖12装入外壳11内，用三颗沉头螺钉122将前端盖12与外壳11锁紧。
50.5、用装配治具将一个螺圈5旋入外壳11内螺纹，并预锁紧第二轴承盖221，确保转子2灵活顺畅转动。在锁好的螺圈5的外侧，再锁紧一个螺圈5，使得螺圈达到防松作用。
51.6、最后将后端盖13旋入外壳11内螺纹孔，组装前在螺纹处涂胶，组装后进行烘烤固化，即完成组装本专利rvdt角位移传感器。
52.装配好的rvdt角位移传感器为差动变压器式原理，实现非接触式角度测量。传感器可实时反馈信号，将机械角度信号转换为成比例的电压信号，主要由定子和转子组成。定子的激励绕组流过交变电流以后，在定子和转子之间的气隙中产生交变磁场。因为激励绕组和输出绕组之间存在互感，所以在输出绕组中产生一个与转子旋转角度成比例的电信号，当转子的对称轴线与激励绕组的中心重合时，输出绕组的感应电压为零。传感器的交变电流和输出电压通过信号线与后端的控制系统传输。
53.本实用新型的优点在于：由外壳、前端盖、沉头螺钉、密封圈、转子、后端盖、护线套、信号线、密封胶构成了整体密封结构。其中，前端盖、密封圈、鞍形弹性垫圈、轴承、外壳组成动密封结构，从而充分保证了转子旋转运动时的密封性。鞍形弹性垫圈是一种自由状态下具有一定弧度的环片，外形类似马鞍的金属垫圈，安装圆孔内，受到轴向挤压后产生弹性形变，能够消除轴向间隙，使产品输出信号的稳定性得较好地保证。密封圈是由氟醚橡胶
材料制造的，具有一定厚度的平整环片，放置在前端盖和鞍形弹性垫圈之间，氟醚橡胶具有良好的弹性和耐高温能及抗腐蚀性。在护线套与信号线之间的空腔内涂上致密均匀的密封胶，密封胶具有良好的耐高温性及抗腐蚀性。外壳、前端盖、沉头螺钉、转子、后端盖及护线套均为耐腐蚀的金属材质，从而使产品能在盐雾、霉菌、湿热的工作环境中长期运作。
54.虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本实用新型的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本实用新型的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本实用新型的权利要求所保护的范围内。