Измеритель крутящего момента

 

1. ИЗМЕРИТЕЛЬ КРУТЯЩЕГО МОМЕНТА , имеющий упругий вал с измерительным преобразователем, питающий генератор, вторичный прибор и трансформаторный блок, включающий в себя смонтированный на упругом валу ротор, на которс 4 навиты две обмотки, одна из которых подключена к питающану входу, а вторая - к информационнс у выходу, измерительного преобразователя , П-обраэный и Ш-образный статоры с обмотками, отличающийс я тем, что, с цепью повыиения точности измерения и упрощения конструкции , ротор трансформаторного блока выполнен в виде кольца Ш-образного профиля, при одна роторная обмотка выполнена в виде двух последовательно соединенных секций, уложенных в окна Щ-образного профиля и имеющих встречное направление навивки , а вторая роторная обмотка, навита по среднему стержню Ш-образного профиля , причем обмотка П-образного статора подключена к вторичному прибору , а обмотка Ш-образного статора к питающему генератору.( 2. Измеритель по п. 1, отличающийся тем, что,с целью Ш упрощения монтёока на упругом валу, кольцо Ш-образного профиля выполнено разъемным, при зтом роторные обмотки выполнены из секций по числу составных частей кольца, причем секции одной роторной обмотки навиты вокруг ,среднего стержня ш-образного профиля и уложены в егоокна, а секции второй роторной обмотки навиты по средел нему стрежню Ш-образного профиля воксо 4;: руг составных частей кольца. Р1 ОЭ

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК.„SU„;, 5 А

3(5р C 01 (. Ç 10

ГОСУДАРСТВЕННЬй НОМИТЕТ СССР 1

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, "

Н АВТОРСКОМУ СВИД=ТЕЛЬСТВУ (21) 3507528/18-10 (22) 12.08.82 (46) 07.12.83 ° Бюл. 945 (72) Б.Е.Житсмирский, В.В.Малов,,Г.Д.Тавужнянский; А.A.Ôûëàòîâ и В,Н,Хребин (7l) Всесоюзный ардена Ленина. науч- . но-исследовательский и проектно-конструкторский институт металлургического машиностроения (53) 531.781(088.8) (56) 1. Известия вузов. Черная металлургия, 1979, 98, с. 58-62.

2. Авторское свидетельство СССР

9 538247, кл. Q 01 L 3/10, 1975 (прототип) (54) (57) 1 ° ИЗМЕРИТЕЛЬ КРУТЯЩЕГО МОМЕНТА, имеющий упругий вал с измерительным преобразователем, питающий генератор, вторичный прибор и трансформаторный блок, включающий в себя . смонтированный на упругсм валу ротор, на котором навиты две обмотки, одна из которых подключена к питающему входу, а вторая - к информационному выходу. измерительного преобразователя, П-образный и LI-образный статоры с обмотками, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повыаения точности измерения и упрсщения конструкции, ротор трансформаторного блока выполнен в виде кольца Ш-образного профиля, при этом одна роторная обмотка выполнена в виде двух последовательно соединенных секций, уложенных в окна tO-образного профиля и имеющих встречное направление навивки, а вторая роторная обмотка навита по среднему стержню Ш-образного профиля, причем обмотка П-образного статора подключена к вторичному прибору, а обмотка Ш-образного статора к питающему генератору. а

2 ° Измеритель по . 1, о т л и- Е ч а ю шийся тем, что,с целью упрсщения монтажа на упругсм валу, кольцо Ш-образного профиля выполнено разъемным, при этом роторные обмотки выполнены из секций по числу составных частей кольца, причем секции одной роторной обмотки навиты вокруг ,среднего стержня Ш-образного профиля и уложены в его окна, а секции второй роторной обмотки навиты по среднему стрежню Ш-образного профиля вокруг составных частей кольца.

1059453

25

35

Изобретение относится к силоиэмерительной технике и может быть использовано при измерении крутящих моментон н трансмиссиях металлургических машин.

Известен измеритель, содержащий размещенный на валу датчик деформации вала, выполненный в виде тенэометрического Моста и включенный через промежуточный усилитель-в частотно-эадйквцую цепь генератора инфор-10 ационной частоты, который через выодной усилитель подключен к перничой обмотке информационного трансорматора, вторичная обмотка котоого чеРез пРеобРазователь частоты м х н ф

P в ток подключена к регистрирующему при бору $1)

Недостатком известного измерителя является отсутствие подвода энергии к вращающейся части измерителя.

Наиболее близким до технической сущности к предлагаемому является измеритель крутящего момента, имеющий упругий вал с измерительным преобразователем, питающий генератор, Вторичный прибор и трансформаторный блок, включающий в себя смонтированный на упругом валу ротор, на кото.Ром наниты две обмотки, одна из которых подключена к питакщему входу, а вторая — к информационному выходу измерительного преобразователя, П-образный и Ш-образный статоры с обмотками (2) .

Однако указанный измеритель не обеспечивает требуемой точности измерений в случае больших биений исследуемых валов. Кроме того, измерйтель имеет. сложную конструкцию.

Цель изобретения - повышение точности измерения и упрощение конструк-40 ции.

Указанная цель достигается тем, что н измерителе крутящего момента, имеющем упругий вал с измерительным преобразонателем, питающий генератор,45 вторичный прибор и трансформаторный блок, включающий в себя смонтированный на упругом валу ротор, на котором навиты две обмотки, одна из которых подключена к питающему входу, а вторая — к информацибнному выходу измерительного преобразонателя, П-образный и Ш-образный статоры с обмотками, ротор трансформаторного блока выполнен н виде кольца Ш-образного профиля, при этом одна роторная обмотка выполнена н виде двух последовательно соединенных секций, уложенных н окна Ш-ббразнога профиля и имеющих встречное направление навивки, а вторая роторная обмотка навита по среднему стрежню Ш-обраэнОго профиля, причем обмотка П-образного ст атора подключена к вторичному прибору, а обмотка Ш-обраэного статора= к питающему генератору.

Кроме того, с Мелью упрощения монтажа, на упругом валу, кольцо Ш-образного профиля выполнено разъемным, при этом роторные обмотки выполнены иэ секций по числу составных частей кольца, причем секции одной роторной обмотки навиты вокруг среднего стержня Ш-образного профиля и уложены в его окна, а секции второй роторной обмотки навиты по среднему стержню

Ш-.образного профиля вокруг составных частей кольца.

На фиг. 1 приведена блок-схема измерителя крутящего момента; на фиг. 2 - конструкция трансформаторного блока; на фиг. 3 — то же, вид

А; на фиг. 4 — то же, Разрез Б-Б; на фиг. 5 — схематичное изображение обмоток трансформаторного блока и распределение в них магнитных потоков для конструкции, приведенной на фиг . 2 — 4; на фиг . 6 - разъемная конструкция вращающейся части трансформаторного блока; на фиг. 7 — To же, разрез Б-В;. на фиг. 8 — схематичное изображение обмоток трансформаторного блока и распределение в них магнитных потоков для конструкции, приведенной на фиг. 6 и 7; на фиг.9 — трансформаторный блок, общий нид.

Устройство содержит упругий нал

1, на котором смонтирован измеритель. ный преобразователь 2, питающий генератор 3, вторичный прибор 4 и трансформаторный блок 5. Измерительный преобразоват ль 2 включает датчик 6 деформации упругого вала 1, генератор 7 информационной частоты, формирователь 8 импульсон и блок 9 питания.

Трансформаторный блок 5 включает информационный 10 и питающий 11 трансформаторы, которые имеют общий ротор

12, выполненный н виде кольца Ш-образного профиля, в окнах которого размещена состоящая иэ секций 13 и

14 вторичная обмотка 15 питающего трансформатора 11, подключенная к входу блока 9 питания, а на среднем стержне — первичная обмотка 16 информационного трансформатора 10, подключенная к выходу формирователя 8 импульсов.

Секции 13 и 14 вторичной обмотки

15 питающего трансформатора 11 выполнены намоткой н противоположных направлениях вокруг вала 1 в окнах

Ш-обраэного профиля ротора 12. Первичная обмотка 16 информационного трансформатора 10 выполнена намоткой вокруг вала 1 по среднему стержню

Ш-образного профиля ротора 12.

П ерничн э я обмотк а 17 питающего трансформатора 11 выполнена на Ш-образном статоре 18 и подключена к выходу питающего генератора 3.Вто ич1О"9453 ная обмотка 19 информационного трансформатора 10 выполнена на П-образном статоре 20 и подключена к преобразователю 21 частоты во входной параметр регистрирующего прибора 22. При этом ось вторичной обмотки 19 ин формаци онного трансформатора 10 перпендикулярна оси первичной обмотки 17 питающего трансформатора 11.

Ротор 12 Ш-образного профиля может быть выполнен разъемным. При этом вторичная обмотка 15 питающего трансформатора 11 и первичная обмотка 16 информационного трансформатора

10 выполняются из отдельных секций по числу составных частей ротора 12.

Секции 13 и 14 обмотки 15 размещаются в окнах Ш-образного профиля ротора 12 и выполняются намоткой вокруг среднего стержня tll-oáðàýíого профиля, а секции 23 и 24 обмотки 16 выполняют- 20 ся намоткой по среднему стержню Ш-образногоо профил я вокруг составных ч астей ротора 12.

Устройство работает следукщим образом.

Напряжение с питающего генератора 3 подается на первичную обмотку

17 питающего трансформатора 11, вторичная обмотка 15 которого подключена к входу блока 9 питания, выра- ЗО батывающего стабилизированное напряжение для питания генератора 7 инфор. мационной частоты и формирователя

8 импульсов.

Сигнал, частота которого пропор- 35 циональна величине крутящего момен.— та с выхода генератора 7 информационной частоты, подается на вход формирователя 8 импульсов, который формирует мощные короткие импульсы и 4О подает их на первичную обмотку 16 информационного трансформатора 10.

С вторичной обмотки 19 информацион- ного трансформатора 10 импульсы поступают на Вход преобразователя 21 45 частоты.

Регистрирующий прибор 22 включен на выходе преобразователя 21 частоты и фиксирует значение крутящего момента. При этом магнитный поток Ф„ (фиг. 5), создаваемый током первичной обмотки 17 питающего трансформатора 11, выполненной на Ш-образном статоре 18, замыкаясь своей частью Ф сквозь витки расположенял ной на роторе 12 вторичной обмотки

15, наводит в них ЭДС. Поскольку секции 13 и 14 вторичной обмотки

15 навиты в противоположных направлениях, то наводимые в них ЭДС сумми руютс я . бО

Части Фя Фл . магнитного потока

Ф„ представляют собой потоки рассеяния питающего трансформатора 11.

При этом часть Ф„,ответвляющая в

П-образный статор 20, имеет в его теле две встречно направленные r оставляющие и наводит в ви гка.; выполненный на нем вторичной обмотки 19 информационного трансформатора 10 также встречно направленные ЭДС. При симметричном расположении витков обмотки 19 относительно магнитного потока Ф„ суммарная ЭДС, наводимая этим потоком во вторичной обмотке

19 и н формаци он ного трансформатора

10, равна нулю. Тем самым исключается влияние потока питающего трансформатора 11 на информационный сигнал.

Магнитный поток Ф11, создаваемый током первичной обмотки 16 информационного трансформатора 10, наводит

ЭДС в о вт оричи ой обмотке 19, з амык аясь сквозь нее своей частью Фд< .

Кроме того, магнитный поток Ф нав одит ЭДС в секциях 13 и 14 вторичной обмотки 15 питающего трансформатора 11. Секции 13 и 14 вторичной обмотки 15 питающего трансформатора

11 включены последовательно встречно относительно магнитного потока

Ф1,, в результате чего суммарная

ЭДС, наводимая этим потоком в обмотке 15, оказывается равной нулю. Тем самым исключаетс я возможность возникновения в низкоомной цепи вторичной обмотки 15 питающего трансформатора

1 1 тока, компенсирующего магнитный поток Ф„, и обеспечивается высокий уровень информационного сигнала. Также вход блока 9 питания оказывается защищенным от высокого напряжения, возникающего в секциях 13 и 14 вторичной обмотки 15 питающего трансформатора 11 под действием магнитного потока Фи в моменты следования мощных информационных импульсов.

Ыагнигные потоки Фя, Ф„.1представляют собой потоки рассеяния информационного трансформатора 10 и не оказывают существенного влияния на работу питающего трансформатора 11.

В гредлагаемом измерителе ротор

12 Ш-образного профиля может быть выполнен разъемным при соответствующем изменении вторичной обмотки 15 питающего трансформатора 11 и первичной обмотки 16 информационного транс форматора 10 фиг. 6 и 7) . В этом случае обмотки 15 и 16 выполняются из отдельных секций го числу составных частЕй ротора 12. Тем самым обеспечивается разъемность конструкции вращающейся части питающего 11 и информационного 10 трансформаторов.

Коммутация секций 13, 14 и 23,24 обмоток 15 и 16 производится согда но фиг. 8, на которой показан варианг последовательного включения <.r.;<ций, Возможно параллельное нс.д;:ню -. ие секций 13 и 14 обмотки 1 о к ьхсл блока 9 питания и секций 23 и "..4 об1059453 мотки 16 к выходу формирователя 8 им- пульсов.

При разъемной конструкции вращающейся части питающего 11 и информационного 10 трансФорматоров и выполне,нии секций 13 и 14 вторичной обмотки

15 питающего трансформатора 11 намоткой вЬкруг среднего стержня каждой части ротора 12 Ш-образного профиля (фиг.б и 7)уменьшается величина межвиткового напряжения в обмотке 15 по 1О сравнению .со случаем выполнения обмотки намоткой вокруг вала 1 в окнах

Ш-образного профиля ротора 12 (фиг.24), В предлагаемом измерителе крутяще-15 го момента достигается большая импульсная мощность частотного информа-. ционного сигнала,что обеспечивает высокую точность измерений в условиях высокого уровня электромагнитных помех. Кроме того, объединение вращающихся частей питающего и информационного трансформаторов упрощает конструкцию измерителя, уменьшает его габаритные размеры.

Применение разъемной конструкции вращающейся части питающего и информационного трансформаторов упрощает монтаж измерителя на валу, поскольку не требует намотки обмоток трансформаторов в месте установки измерителя. При указанном выше выполнении обмоток питающего и информационного трансформаторов также повышается надежность работы измерителя за счет уменьшения межвиткового напряжения во вторичной обмотке питающего трансформатора.

1059453

1059453

1059453

Составитель A.Ралаханов

Редактор Ю. Середа Техред Л.Пилипенко Корректор А.Повх

Заказ 9820/47 Тираж 873 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Прое;<тнач, 4