Датчик для измерения смещений оси вала

 

,ДАТЧИК ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СМЕЩЕНИЙ ОСИ ВАЛА, содержащий зу&чатый poTojJ на магвмтомягкого матери ла и статор, Ееьшолнёнкый в виде рааномер но расположенных: по периметру п -обраэнызс магнитов иэмеритепьньпли обмотками , отличающийся тем, что, с целью обеспечения измерения осевык смешений вала, рабочие поверхности зубчатого роторами й-образных магнитов taaполнены конусными с одинаковым угпом конусности.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

° ВЮ

РЕСПУЬЛИН

gag G01 В 7 14

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СЯИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И. OTHPblTMA (21) 3218267/25-28 (22) 16.12.80 (46) 15.06.83 Бющ. ¹ 22 (72) н. н; л, А. Д. c,ð,,„, и О. П. Белавин, (71) Рижский Краснознаменный институт инженеров,- гражданской авиации им. Ленинского комсомола " (53) 621.317.39:531.71 (088.8) (56) 1 Логинов В. Е. Электрические измерьяия механических величин, М.. Знергия, 1970, рис, 30 г, с. 49.

2. авторское свидетельство СССР .№ 589541, ил. 6 01 В 7/30, 1974., (прототип) .,L923l2 A (54) (57),ДАТЧИК ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

СМЕЩЕНИЙ ОСИ ВАЛА, содержащий зубчатый ротоф из магнитомягкого материйas н статор, маполненный в виде равномер но расположенньк по периметру р -образных магнитова измерительными обмотка- ми, отличаюшийся тем, что, с целью обеспечения измерения осевых смешений зала, рабочие повеукности зубчатого. ротора: и Ь-образных магнитов вы- полнены конусными с одинаковым углом конусности.

1023194

Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и автоматике и может быть использовано для определения смещения оси вала вращающейся маши- : ны, например, электрической, в осевом 5 и радиальном направлениях.

Известно. устройство для измерения радиального смещения оси вращающегося вала, содержащее электромагнитные преоб-, разователи величины вОздушного зазора макду вращающейся и неподвижной частями машины в электрический сигнал 1);

Однако с помощью такого устройства можно определить смапение только в одном направлении, соответствующем расположению этих преобразователей.

Наиболее близким техническим решением

f х изобретению являетоя датчик для измерения смещений оси вала, содержащий зубчатый ротор из магнитомягкого материала и статор, выполненный в виде равномерно расположенных по периметру и -образных магнитов с измерительными обмоткщми. Рабочие поверхности зубча35 того poropa и 0-образных магнитов вы:-..олнены пилиндрическими g2Q, Недостатком этого датчика является невозможность измерения осевых смеще ний вращающегося вала.

Uenf изобретения - обеспечение измерений осевых смещений вапа.

Поставленная пель достигается тем, что в датчике для измерения смещений оси вала, содержащем зубчатый ротор иэ, 35 магнитомягкого материала. и статор, вы- i полненный в виде равномерно расположенных по периметру Р -образных магнитов с измерительными обмотками, рабочие. поверхнти зубчатого ротора и П- бразныФ4О магнитов выполнены конуснычи с одинако. вым углом конусности.

На фиг. 1 схематично представлен предлагаемый датчик для измерения смещения оси вала; иа фиг. 2 - то же, продольный разрез.

Датчик содержит зубчатый ротор 1, выполненный иэ магнитомягкого материала и расположенный на валу 2, а также отатор, выполненный в виде равномерно расположенных по периметру П-образньи магнитов 3 — 6. На П-образных магнитах намотаны измерительные обмотки 7, сигналы которых обрабатываются с помощью блока 8 обработки сигналов, а ре- зультат измерения наблюдается. на измерительном приборе 9.

Датчик для измерения сммцений оси вала работает следукнцим образом.

При вращении вала 2 магнитная прово димость воздушного зазора между зубча ирам ротором 1 и наконечниками П-образ ных магнитов 3 — 6 периодически изменяется, что вызывает соответствурхцее изменение магнитных потоков, пересекак щих витки измерительных обмоток 7, вследствие чего s них наводится ЭДС.

При отсутствии радимпного и осевого смещений вала амплитуда ЗДС во всех обмотках одинакова вследствие равенстsa воздушного зазора между рабочей поверхностью зубчатого ротора 3. и по) верхностями П-образных магнитов 3-6.

При появлении постоянного смещения в осевом или радиальном направлениях или

s том и другом направлениях одновременно происходит изменение вели=щи воздушных зазоров между рабочей поверхностью зубча ого ротора 1, и поверхностями П-образных магнитов 3 - 6, и, соответственно, связанное с этим изменение магнитной проводимос ти воздушньж зазоров и ЗДС в измерительных обмотках 7.

Сигналы обмоток 7 поступают в блок

8 обработки сигналов„где происходит их обработка по определенному алгоритму, после чего результирующий сигнал регистров рируется на измерительном приборе 9.

Например, при радиальном смещении ротора в вертикальном (или горизантальном) направлении величину смещения можно оценить по изменению разности ЗДС измерительных обмоток 7, находя|пихся на диаметрально расположенных fT-ооразных магнитах 3 и Б или 4 и 6, соответственно. Суммарная.же величина ЭДС всех измерительных обмоток магнитов 3 — 6 .при радиальном смещени оси вала остает ,ся постоянной.

При наличии осевого смещения sana 2 сумма ЭДС обмоток магнитов 3 — 6 изменяет свою величину в зависимости or направления смещения оси вала 2 or первоначального положения.

Для исключения возможного механического соприкосновения зубчатьж поверхн отей ротора 1 и П-образных магнитов

3-6 необходимо, чтобы отношение величи ны осевого смещения было меньше или равно о /f, где с(-угол конусности рабочих поверхностей зубчатого pgropa и П-образных магнитов.

Для исключения влияния магнитной проводимости торповых магнитных нотоков осевая длина P конусной поверхности ротора 1 долина быть больше осевой

3 1023194 .. 4 ддинн конусной поиеркностя П-обраэннк смещений оси Вала, так как позволяет маР366 тоь 3 6 измерять постоянные во ъремени «ак. осе иые, так н радиальные смещения фана, .выполнение рабочихпсферивстейэубча, mam зраiкакякеi ося - при иоэбуждении т н П-образа м нито® ко - % датчика m постояннык матиитои,.так и" нусными поэщщяет рв фнярить функпи р .неподибцкнОРО - при Возбуждении э Го от нальные воэм6жности датчика измерении электромагнитов.

Состввитзпь В. Лузанский

Редактор М. Кепемеш Техред щ, /eeet Корректор О. Билак

Заказ 4197/27

Тираж 602 Подписное по делам изобретений и открытий

113036, Москва, Ж-35, Рвушская наб. ° д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгерод, ул. Проектная, 4