Устройство для измерения моментов трения скольжения и радиальных усилий в силовых цилиндрических шарнирах

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МОМЕНТОВ ТРЕНИЯ СКОЛЬЖЕНИЯ И РАДИАЛЬНЫХ УСИЛИЙ В СИЛОВЫХ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ШАРНИРАХ, по авт.СВ. 838432, о тличающееся тем, что, с цельюповышения точности и надежности измерения, в нем концы торсионных валиков связаны с концами шпильки через крайние втулки, конические торцы которых выполнены наружньвли.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК з(Я) 0 01 ь 1/0 4

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (61) 838432 (21) 3609221/18-10 (22) 23.06.83 (46) 15.08.84. Бюл. М 30 (72) Е.А.Степанов (71) Краматорский индустриальный институт (53) 531.781(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 838432, кл. 0 01 Ь 1/04, 10.05.79.

„.SU„„A (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

MOMEHTOB ТРЕНИЯ СКОЛЬЖЕНИЯ И РАДИАЛЬНЫХ УСИЛИЙ В СИЛОВЫХ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ

LIApHHpAx, по авт.св. 9 838432, о тл и ч а и ш е е с я тем, что, с целью повышения точности и надежности измерения, в нем концы торсионных валиков связаны с концами шпильки через крайние втулки, конические торцы которых выполнены наружными.

1108339

Изобретение относится к силоизмерительной технике.

По основному авт.св. Р 838432 известно устройство для измерения моментов трения скольжения и радиальных усилий в силовых цилиндрических шарнирах, содержащее соосно расположенные втулки,контактирующие с подвижным и неподвижным звеньями шарнира и скрепленные болтовым соединением с датчиками деформаций, причем втулки >0 расположены аксиально и выполнены с: коническими центрирующими торцами, а болтовое соединение выполнено в виде шпильки с гайками и полусферическими шайбами, расположенной внутри вту- 15 лок, и двух торсионных валиков, связанных одними концами с концами шпильки, а другими концами через фигурные стаканы и подшипники качения — с крайними втулками, при этом втулки в мес-2О тах совместного центрирования связаны друг с другом соединительными шпонками, а средняя втулка снабжена фиксатором положения г1 г.

Недостатком этого устройства явля-25 ется то, что вследствие неточности изготовления шпоночных соединений шпильки со втулками и их относительного. расположения в пределах допусков, одной шпонкой может передаваться весь крутящий момент и тогда касательными напряжениями оказывается нагруженной и средняя часть шпильки, что приводит к погрешности измерений радиальных нагрузок.

Другим недостатком известного устройства является то, что вследствие внутреннего расположения конических торцов на крайних соосных втулках сила нормального давления М действует вблизи торца игольчатого подшип- 40 ника качения, резко сокращая срок его службы.

Целью изобретения является повышение точности и надежности измерения.

Указанная цель достигается тем, 45 что концы торсионных валиков связаны с концами шпильки через крайние втулки, конические торцы которых выполнены наружными.

На чертеже схематически показа- щ но предлагаемое устройство. устройство установлено в силовом цилиндрическом шарнире, включащем неподвижные звенья 1 и 2 и подвижное звено 3 с опорными втулками 4-6.

Устройство содержит фигурные стаканы 7 и 8, состоящие иэ крышек 9 и 10 с квадратными пазами и гильз 11 и 12, скрепленных между собой болтами, торсионные валики 13 и 14, подшипники качения 15 и 16, соосные втулки: О крайние 17 и 18 и среднюю 19, сопряженные между собой посредством конических торцов и шпонок 20. Крайние втулки 17 и 18 имеют наружные конические торцы, а средняя втулка 19 — 65 внутренние конические торцы. Втулки

17-19 скреплены расположенной внутри них шпилькой 21 с гайками 22 и сферическими шайбами 23. шпилька 21 имеет в средней части шейку с установленными на ней тенаодатчиком 24 деформаций для измерения радиального усилия QA, действующего на шарнир.

Крайние втулки 17 и 18 контактируют с опорными втулками 4 и 5 через гильзы 11 и 12 фигурных стаканов 7 и

8 и игольчатые подшипники качения 15 и 16.

Средняя втулка 19 непосредственно контактирует с опорной втулкой 6 подвижного звена 3 шарнира. Втулка 19 связана с этим звеном с помощью фиксатора положения в виде полого реэьбового пальца 25. Токовывод тензодатчика 24 осуществляется через этот палец.

Торсионные валики 13 и 14 одними квадратными хвостовиками сопряжены с фигурными стаканами 7 и 8, а другимипосредством шлицевых пробок 26 и 27с втулками 17 и 18. Торсионные валики 13 и 14 также имеют шейки для установки датчиков 28 деформаций, с помощью которых измеряют величину моментов трения М в шарнире между гильзами 11 и 12, являющимися наружными обоймами игольчатых подшипников 15 и 16, и опорными втулками (вкладышами ) 4 и 5.

Токовывод датчиков 28 осуществляется через крышки 29 и 30. Ипилька 21 связана шпонкой 31 с крайней втулкой

17 для предотвращения случайного ее проворота и среза токовыводов тензодатчиков 24.

Устройство устанавливается, например, в седельно-сцепном механизме тягача вместо рабочих пальцев, контактирующих с опорными втулками (вкладышами ) 4-6, Устройство работает следующим образом.

Внешняя радиальная нагрузка Яд, через подвижное звено 3 шарнира и среднюю втулку 19 передается коническими торцами на крайние втулки 17 и

18 в виде нормального давления гг, составляющие которого 5 и соответственно S растягивают шпильку 21 в пределах упругих деформаций. Величина усилия 5„ находится из выражения

5п Кгг @д где К„ — коэффициент пропорциональности, который для практических измерений целесообразно определять экспериментальным путем при тарировке устройства.

Таким образом, величина нагрузки

GA иэмеряется по величине осевой деформации шпильки 21 под действием усилия 5« например с помощью тенэодатчиков 24.

1108339

Составитель Г.Целибеев редактор С .Тимохина Техред Л.Коцюбняк- Корректор F.. Сирохман, Заказ 5853/29 Тираж 823 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", r.Óêãîðîä, ул.Проектная, 4

Нагрузка ад через опорные втулки уравновешивается опорными реакциями кд /2

3а счет сил трения между гильзами

11(12) и опорными втулками (вкладышами ) 4(5 ) шарнира появляется момент 5 трения, определяемый выражением и

ТР- А с 1

10 где Ык - наружный диаметр гильз 11 (12), равный диаметру рабочих пальцев; коэффициент трения скольжения между наружными обоймами (гильзами) игольчатых подшипников и опорными втулками (вкладышами) шарнира.

Игольчатые подшипники введены для уменьшения влияния сил трения в опоре иа точность измерения.

При работе, например, рулевого устройства тягача или другой машины подвижное звено 3 вращается и через неподвижно закрепленную в ней втулку 19, шпонки 20 и втулки 17 и 18, шлицевые пробки 26 и 27 и торсионные валики 13 и 14, поворачивает фигурные стаканы 7 и 8 с гильзами 11 и 12.

Торсиоиные валики прн этом нагружаются крутящим моментом h1n " h1t . Величину э ого момента измеряют по деформации кручения торсионных валиков

13 и 14.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет производить измерение радиальных нагрузок по деформации растяжеьия шпильки, без нагружения последней. крутящий моментом N„, что повышает точность измерения.

Выполнение конических торцов на концевых втулках наружными обеспечивает перевод усилия нормального давления М в середину подшипника качения и способствует более равномерному ,нагружению тел качения и повышению надежности измерения.

Устройство позволяет определять . величину и характер усилий и моментов трения в цилиндрических шарнирах сцепных механизмов тягачей и других транспортных машин.