Измеритель крутящего момента

 

ИЗМЕРИТЕЛЬ КРУТЯЩЕГО МОМЕНТА , содержащий ведущий и ведомый фланцы , приводной элемент, связанный с ведущим фланцем, механизм преобразования момента в осевое усилие, выполненный в виде промежуточного фланца и шариков, размещенных во впадинах основных косых зубьев, вьшолненных на одном торДе ведущего фланца, и во впадинах прямых зубьев, выполненных на торце ведомого фланца, и преобразователь осевого усилия в выходной сигнал, торшл которого связаны с промежуточным и ведомым фланцами через упорные подшипники, о тличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, в нем второй торец ведущего фланца и торец ведомого фланца снабжены соответственно дополнительными и основными косыми зубьями, связанными посредством размещенных между ними дополнительных шариков, а промежуточный фланец снабжен косыми и прямыми торцовыми зубьями, которые связаны с шариками, размещенными во впадинах N0 соответственно основных косых зубьев ведущего фланца и во впадинах прямых зубьев ведомого фланца, причем приводной элемент связан с ведущим фланцем с возможностью осевого перемещения .

СОКИ СОВЕТСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) 4(И)6011 3 14 (21) 3661400/24-10 . (22) 09.11.83 (46) 15.02.85. Бюл. Ф 6 (72) А.Б. Единович и А.И. Шведченко (53) 531.781(088 ° 8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

И 84824, кл; G 01 Ь 3/14, 10.12.48.

2. Авторское свидетельство СССР

Ф 95281, кл. G 01 L 3/14, 30.10.50 (прототип). (54)(57) ИЗМЕРИТЕЛЬ КРУТЯЩЕГО МОМЕНТА, содержащий ведущий и ведомый фланцы, приводной элемент, связанный с ведущим фланцем, механизм преобразования момента в осевое усилие, выполненный в виде промежуточного фланс ца и шариков, размещенных во впадинах основных косых зубьев, выполненных на одном торЦе ведущего фланца, и во впадинах прямых зубьев, выполненных на торце ведомого фланца, и преобразователь осевого усилия в выходной сигнал, торцы которого связаны с промежуточным и ведомым фланцами через упорные подшипники, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности измерения, в нем второй торец ведущего фланца и торец ведомого фланца снабжены соответственно дополнительными и основными косыми зубьями, связанными посредством размещенных между ними дополнительных шариков, а промежуточный фланец снабжен косыми и прямыми торцовыми зубьями, которые связаны с шариками, размещенными во впадинах 3

ЪФ соответственно основных косых зубьев ведущего фланца и во впадинах прямых зубьев ведомого. фланца, причем приводной элемент связан с ведущим фланцем с воэможностью осевого пере"

В ° мещения.

20 ного элемента.

Цель изобретения — повышение точ ности измерения.

Указанная цель достигается тем, что в измерителе крутящего момента, содержащем ведущий и ведомый фланцы, 40 приводной элемент, связанный с ведущим фланцем, механизм преобразования момента в осевое усилие, выполненный в виде промежуточного фланца и шариков, размещенных во впадинах ос- 4> новных косых зубьев, выполненных на одном торце ведущего фланца, и во впадинах прямых зубьев, выполненных на торце ведомого фланца, и преобразователь осевого усилия в выходной сигнал, торцы которого связаны с промежуточным и ведомым фланцами через упорные подшипники, второй торец ведущего фланца и торец ведомого фланца снабжены соответственно дополнитель- ными и основными косыми зубьями, связанными посредством размещенных между ними дополнительных шариков, а

1 1139

Изобретение относится к силоизмерительной технике и может быть использовано для измерения крутящего момента на вращающихся валах, например на валу редуктора газотурбинного двигателя.

Известен измеритель крутящего момента, содержащий ведущий и ведомый элементы, связанные механизмом преобразования в осевое усилие (1) . 10

Однако известный измеритель- не обеспечивает требуемой точности измерения (1) .

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигае- tS мому результату является измеритель крутящего момента, содержащий ведущий и ведомый фланцы, приводной элемент, связанный с ведущим фланцем, механизм преобразования момента в осевое усилие, выполненный в виде промежуточного фланца и шариков, размещенных во впадинах основных косых, зубьев, выполненных на одном торце ведущего фланца,и во впадинах прямых,. 25 зубьев, выполненных на торце ведомого фланца, и преобразователь осевого усилия в выходной силнал, торцы которого связаны с промежуточным и ведомым фланцами через упорные подшипни- 30 ки (2) .

Недостатком данного измерителя является низкая точность измерения из-за влияния осевого усилия привод982 1 промежуточный фланец снабжен косыми и прямыми торцовыми зубьями, которые связаны с шариками, размещенными во впадинах соответственно основных косых зубьев ведущего фланца и во впадинах прямых зубьев ведомого фланца, причем приводной элемент связан с ведущим фланцем с возможностью осевого перемещения.

На фиг.1 изображен предлагаемый измеритель, продольный разрез; на фиг.2 — сечение A-A на фиг.1; на фиг.3 — сечение Б-Б на фиг. 1.

Измеритель крутящего момента (фиг. t-3) содержит ведущий фланец 1, связанный через приводной элемент 2 с валом 3 испытуемого объекта, например с валом свободной турбины, передней опорой которого является радиально-упорный подшипник 4, причем приводной элемент 2 связан с ведущим фланцем 1 с возможностью осевого перемещения, например с помощью шлицев.

На одном торце ведущего фланца 1 выполнены основные косые зубья, а на втором торце — дополнительные косые зубья, имеющие рабочие плоскости, расположенные к оси фланца под углом с(.(фиг.2) и контактирующие с двумя рядами соответственно основных и дополнительных шариков 5. С другой стороны шарики 5 контактируют с рабочими плоскостями косых торцовых зубьев промежуточного 6 и ведомого 7 фланцев механизма преобразования момента в осевое усилие. На меньшем диаметре промежуточного и ведомого фланцев выполнены прямые торцовые зубья (фиг.3), имеющие рабочие поверхности, параллельные оси фланцев. С этими поверхностями контактирует ряд шариков 8.

Для улучшения технологичности изготовления фланцев 6 и 7 с двумя рядами торцовых зубьев каждый из них выполнен в виде двух деталей, соединенных призонными болтами 9. Этими бол-— тами к ведомому фланцу 7 крепится втулка 10 радиального подшипника 11, затянутого с помощью гайки 12. Болты

9 крепят к промежуточному фланцу 6 втулку 13 упорного подшипника 14. На втулке 10 с помощью регулировочного кольца 15 установлен упорный подшипник 16.

Подшипник 14 установлен с упором в глухие торцы наружных поршней (золотников) 17, а подшипник 16 через корпус .18 внутренних поршней

3 l 1399 (золотников) 19 преобразователя осевого усилия в выходной сигнал (давление). Наружные золотники 17 разме щаются в цилиндрических гнездах, расположенных по окружности кольцевого корпуса 20 измерителя. Внутренние полости, образованные наружными l7 и внутренними 19 золотниками, соединены между собой, а также с маслонасосом измерителя 21 и манометром 22.

ВФ внутренних золотниках 19 имеются сливные отверстия 23.

Измеритель работает следующим образом.

Гидравлическая жидкость нагнетает- 1 ся насосом 21 во внутренние полости, образованные золотниками 17 и 19.

При отсутствии крутящего момента давление жидкости в полостях раздвигает золотники 17 и 19 в противоположные стороны и раскрывает сливные отверстия 23, снижая давление практически до нуля. При появлении на ведущем фланце 1 крутящего момента он передается через торцовые зубья и шарики

5 на торцовые зубья фланцев 6 и 7, при этом вследствие наклона зубьев возникают осевые силы, которые стремятся раздвинуть в противоположные стороны фланцы б и 7 и сжать ведущий ЗО

4 фланец 1. Осевая сила от фланца 6 передается через втулку 13 и подшипник 14, который упирается в золотни82 4 ки l7 и перемещает их в направлении действия силы. Одновременно осевая сила от фланца 7 передается через втулку 10, гайку 12, подшипники

11 и 16 на корпус 18, который упирается в золотники 19 и перемещает их в направлении действия силы и в противоположном направлению движения золотников -17. При совместном перемещении золотников 17 и 19 происходит перекрытие сливных отверстий 23, что ведет к росту давления во внутренних полостях золотников 17 и 19 до тех пор, пока силы давления .жидкости не уравновесят силы, с которыми подшипники 14 и 16 воздействуют на золотники 17 и 19. При этом манометр 22 замеряет давление во внутренних полос- тях золотников 17 и 19. Это давление пропорционально силам реакций эолот ников 17 и 19 и соответственно действующему крутящему моменту.

Использование в измерителе механизма преобразования крутящего момента в осевое усилие, создающего двустороннее нагружение преобразователя осевого усилия в выходной сигнал, и подвижного в осевом направлении соединения приводного элемента и ведущего фланца позволяет повысить точность измерения крутящего момента за счет исключения влияния осевого усилия приводного элемента.

1139982

М-4 лИ юу о

Составитель Г. Целибеев

Редактор Н. Горват Техред А.Бабинец

1 орректор М. Леонтюк

Заказ 253/31 Тираж 897 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4