Устройство для измерения нагрузок,действующих на упругий вал

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения мгновенных величин крутящего момента и осевой силы или крутильной и осевой деформации валов, испытывающих динамические нагрузки в процессе работы. Взаимный поророт двух поперечных сечений упругого вала 4, с которыми связаны полумуфты 1, 2, приводит к изменению боковых зазоров между впадинами 20 и выступами 23 и соответственно к изменен:) индуктивного сопротивления злектромагнитных голо-, вок 5-10, подключенных к измерительному каналу крутящего момента. Взаимное осевое смещение сечений упругого вала 4 под действием осевых сил приводит к изменению осевых зазоров между полумуфтами 1, 2 и соответственно к изменению индуктивного сопротивления электромагнитных головок 12, 14, 16, подключенных к измери тельному каналу 19 осевой силы. 5 ил. и

СОЮЗ СОВЕТСНИИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) 202 А1

С 01 С 3/10

ОПИСАНИЕ ИЗОВГЕтЕНИЯ

Н AВТОРСКОМ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

llO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОЧНРЦТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4186177/24-10 (22) 29,01.87 (-.6) 30. 12. 88, Бюл. N - 48 (71) Белорусский политехническич институт (72 ) П.С. Серенков, Н. Т.Мчнченя, В. Г..Ць сенко, Г.В.Боровец, В. Г. Смирнов и А.А. Корабельников (53) 531.781(088.8) (56) Шальброк-Бальцер. Приборы для измерения сил резания и крутящих моментов на металлорежущпх станках.

JI.-N. 1947, с. 72.

Патент США 1 - 2365564, кл. 73-136, 1944. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗИЕРЕНИЯ НАГРУЗОК, ДЕЙСТВУЮ1Ш1Х НА УПРУП1Й ВАЛ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения мгновенных величин крутящего момента и осевой силы или крутильной и осевои деформации валов, испытывающих динамические нагрузки в процессе работы.

Взаимный поворот двух поперечных сечений упругого вала 4, с которыми связаны полумуфты 1, 2, приводит к изменению боковых зазоров между впадинами 20 и выступами 23 и соответственно к изменению индуктивного сопротивления электромагнитных головок 5-10, подключенных к измерительному каналу крутящего момента. Взаимное осевое смещение сечений упругого вала 4 под действием осевых сил приводит к изменению осевых зазоров между полумуфтами 1, 2 и соответственно к изменению индуктивного сопротивления электромагнитных головок

12, 14, 16, подключенных к измерительному каналу 19 осевой силы. 5 ил.

1448202

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения мгновенных величин крутящего момента и осевой силы или крутильной и осевой деформации валов, испытывающих динамические нагрузки в процессе работы.

Цель изобретения — повышение точ" ности и расширение функциональных 10

Возможностей.

Иа фиг. 1 показаны полумуфты устройства; на фиг. 2 - взаимодействие электромагнитных головок с ферромагнитными элементами; на фиг. 3 — сече- 15 ния А-А и Б-Б на фиг. 2; на фиг.4 и 5 — схемы подключения электромагнитных голов<«к к измерительным ка" налам крутящего момента и осевой силы соответственно. 20

Устройство для измерения нагрузок, действующих на упругий вал, содержит полумуфты 1 н 2 (фиг. 1), каждая иэ которых выполнена нз легкого не" ферромагнитного материала и снабже- 25 на средствами 3 крепления к исследуемому упругому валу 4, электромагнитные головки 5 — 16» установленные на палумуфте 1 и введенные в электро«;агпитную связь с ферромагнитными 30 элементамн 17,. закрепленными на полум";фте 2 (фиг. 2 и 3), токосъемник (не показан), связанный с электромагнитными головками 5-16 и подк::.<ченный к измерительным каналам

35 i8 и 19 регистратора (фиг. 4 и 5).

Полумуфта 1 выполнена в виде стакана, на одном из торцов которого выполнены равномерно чередуюшнеся по о:;ружности прямоугольные впадкны 20

-<нслом не менее трех. Ра гребнях 21 между впадинами 20 выполнена кольцевая канавка, в которую вмонтированы электромагнитные головки 5-10 и зафиксированы, например твердующим ком-, 5 паундом. Иа дне впадин 20 выполнены

<аналы 22, в которые введены электромагнитные головки 11-16, которые зафиксированы, например, компаундом.

Полумуфта 2 выполнена в виде стакана, на одном из торцов которого выполнены равномерно чередующиеся по окружности прямоугольные выступы 23„ в -,îðöîâûõ поверхностях которых выполнен,-,: кольцевая канавка. В последних закреплены ферромагнитные элементы 17» «<зготовленные например, иэ железа армко. При этом количество выступов 23 соответствует числу впадин 20, шнрына которых больше ширины выступов 23 на величину, превышающую максимально возможное угловое перемещенис полумуфт 1 и 2 при скручив анин упруго го в ала 4 (фиг. 2) . Высота выступов 23 не меньше глубины впадин 20.

Электромагнитные головки 5-16 выполнены в виде катушек 24 с кольцевыми сердечниками 25, имеющими радиальный размер 26 (фиг. 2), и собраны в четыре последовательные цепи, первая из которых (включающая электромагнитные головки 5, 7 и 9) подключена к измерительному каналу ".8 встречно с втОрОй (включающей IQJIoBKH 6, 8, 10), а третья (включающая головки

12, 14, 16) подключена к измеритель" ному каналу 19 встречно с четвертой (включающен головки 11, 13, 15) ° При этом электромагнитные головки 5-10 установлены так, что разрезы 26 сердечников 25 электромагнитных головок

5, 7 и 9 примкнуты к одним сторонам, электромагнитных головок 6, 8, 10— к другим с:Оронам, а электромагнитных головок 12, 14, 16 — к дну соот" в е т с тв -тощих в падин 20.

Измерительные каналы 18 и 19 выполнены идентнчнымн и каждый из них включает пассивный Олумост 27 усилитель 28, амплитудный детектор 29 и регистрирующий прибор 30. При этом измерительный канал 18 предназначен для измерения крутяще ГО момен та, а -анал 19 — осевой силы, УстройcTpo для измерения нагрузок, действу ощн.<»a»:÷póгнй вал, работа" ет следующим образом.

Ба нс ытываемый упругий вал 4 (например сверло) одеваются полумуфты

1 н 2 и крепятся на нем с помощью элементов с обеспечением электромагнитной связи между электромагнитными головкамн 5-16 и ферромагнитными элементамн 17. При этом в Отсутствии нагрузок Ia валу 4 Обеспечивают равенство зазоров между торцовыми и боковыми поверхностями впадин 20 и выступов 23 (фиг. 2), В процес"е работы упругий вал 4 (сверло) испытывает крутильные и осевые,деформации, Взаимный поворот двух поперечных сечений вала 4, с которыми связаны полумуфты 1 и 2 приводит к изменению боковых зазоров между впадинами 20 и выступами 23, а значит и индуктивного сопротивления

1448202

20

5-1b электромагнитных головок 5-10, подключенных к измерительному каналу

18 крутящего момента.

Взаимное осевое смещение сечений. упругого вала 4 под действием осевых сил приводит к изменению осевых зазоров, а значит и индуктивного сопротивления электромагнитных головок

12, 14, 1б, подключенных к измерительному каналу 19 осевой силы.

Формула изобретения я измерения нагрузок, действующих на упругий вал, со" держащее две полумуфты, выполненные с обеспечением возможности установки на исследуемом ваху, первая из кото" рых снабжена электромагнитными головками, введенными в электромагнитную связь с ферромагнитными элементами, закрепленными на второй полумуфте, токосъемник, связанный с электромагнитными головками и регистратором, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и расширения функциональных возможностей, первая полумуфта выполнена из неферромагнитного материала и с торцовой поверхностью в виде равномерно чередующихся по окружности прямоугольных впадин числом не менее трех, ферромагнитные элементы расположены на торцовой поверхности второй полумуфты и выполнены в виде равномерно чередующихся по окружности прямоугольных выступов по числу впадин на первой полумуфте, ширина которых больше ширины выступов, а глубина не больше высотйвыступов на второй полумуфте, электромагнитные головки выполнены в виде катушек с кольцевыми сердечниками, имеющими радиальный разрез, установленных в гнезда, выполненные в теле первой полумуфты, и собраны в четыре последовательные цепи, первая из которых подключена к токосъемнику встречно со второй, а третья — встречно с четвертой, при этом электромагнитные головки установлены так, что разрезы сердечников электромагнитных головок первой цепи примкнуты к одним сторонам, второй цепи — к другим сторонам, а третьей цепи — к дну соответствующих впадин на торцовой поверхности первой полумуфты.

1448202

> ф д, 5

Составитель А.Амаханов

Техред Д.Сердюкова Корректор В.Гирняк

Редактор И. Касарда

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, у:t. Проектная, 4

Заказ 6836/46 Тираж 680 Подписное

ВНКПП1 Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113835, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5