Устройство для измерения крутящего момента

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения крутящего момента на гребном валу. Цель изобретения - повышение точности и эксплуатационных свойств. На гребном валу судового двигателя устанавливается два диска с прорезями при помощи втулок. Втулки закрепляются при помощи пружинно-затяжных колец. На корпусе судна перед дисками устанавливаются светодиоды, за дисками - фототранзисторы. Кроме того, в электрической цепи имеются фазовый компаратор, усилители, измерительное устройство и индикатор. При вращении вала фототранзисторы формируют сигналы, пропорциональные частоте вращения, сдвинутые по фазе на величину угла скручивания. Угол скручивания генерируется фазовым компаратором и в измерительном устройстве определяется крутящий момент. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1509

3/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И АBTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

:В»

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (2I) 4309991/24-10 (22) 20,07.87 (46) 23.09.89. Бкп. И - 35 (71) Чувашский государственный университет им. И.И. Ульянова (72) В.Н. Тимофеев, А.П. Романов, R.А; Киселев и П.И, Косолапов (53} 531 ° 781(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 877370 кл. G 01 Ь 3/12, 1979.

Авторское свидетельство СССР

9 1357731, кл., С 01 1 3/04, 1986. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КРУТЯЩЕГО ИОИЕНТА (57) Изобретение относится к измерительнои технике и может быть использовано для определения крутящего момента на гребном валу. Цель изобретения — повышение точности и эксплуатационных свойств. На гребном валу судового двигателя устанавливается два диска с прорезями при помощи втулок 4 н 5. Втулки 4 и 5 закрепляются при помощи пружинно-эа1509640

25

55 тяжных колец 6 и 7. На корпусе судна перед растровыми дисками 2 устанаьливаются светодиоды 18 и 19, за дисками 1 и 2 фототранэисторы 20 и

21. Кроме того, в электрической цепи имеются фазовый компаратор 24, усилитель 26, измерительное устройство 27 и индикатор 28. При вращении

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения крутящего момента на гребном валу речного судового двигателя.

Целью изобретения является повышение точности и эксплуатационных свсЖств.

На фиг. 1 представлена общая схема устройства для измерения крутящего момента, на фиг.. 2 — принципи" альная схема фазового компаратора.

На фиг. 1 представлено устройство установки растровых дисков 1 и 2 к гребному валу 3 при помощи втулок 4 и 5, наружных. пружинно-затяжных колец 6 и 7, средних пружинно-затяжных колец 8-11, внутренних пружинно-затяжных колец 12 и 13:. Все кольца изготавливают иэ стали 60 на конус, средние кольца затягиваются винтами

14 и 15. Под действием осевой силы, создаваемой винтами 14 и 15, происходит упругая деформация колец,при этом диаметры наружных, колец 6 и .7,j: .увеличиваются, а диаметры внутренних колец 12 и 13 уменьшаются.

Создаваемое этими кольцами радиальное давление вызывает большие си.лы трения íà поверхностях контакта,. что обеспечивает передачу заданного крутящего момента.

Растровые диски 1 и 2 находятся друг от друга иа расстоянии,1. Они изготавливаются из меди, .толщиной .. О,З мм, содержат по 250 прорезей и . крепятся к втулкам 4 и 5 упри помощи винтов 16 и 17. Растровые диски 1 н

2 имеют электрическую схему формирования электрических сигналов оптическим методом и включает в себя све-. тодиоды 1.8 и 19 (установлены перед дисками и 2), фототранэисторы 20 и 21. Кроме того, электрическая схема содержит усилители 20 и 23, фазовый компаратор 24,. фильтр 25, усиливала фототранзисторы 20 и 21 формируют сигналы, пропорциональные частоте вращения, сдвинутые по фазе, на величину угла скручивания. Угол скручивания генерируется фаэовым компаратором 24 и в измерительном устройстве 27 определяется крутящий момент. 2 ил.

\ тель 26, измерительное устройство 27 и индикатор 28 крутящего момента, резисторы 29-32, В измерительное устройство поступает угол скручивания, вала = U 6,ö, g O

321 где D — диаметр вала, F — модуль упругости, 1— расстояние между дисками, и происходит перемножение величин ц и С.

Схема (фиг. 2) содержит транзисторы 33-38 и резисторы 39-42, а также источник 43 тока.

Схема содержит три параллельно-симметричных каскада. Напряжение на входе.транзистора 33 изменяет соотношение между токами усилителей на транзисторах 35-38. На входе этих же усилителей воздействует напряжение Бэ .

Таким образом, выходное напряжение зависит не только от U, но.и от разности токов эмиттеров этих усилителей, а следовательно, и от U 1вь|к" 7 11 в"11 >® Я

При малых входных сигналах U в„„ приводится к линейной форме. U

Хр R

U КТ/1, U - сигнал от растрового дйска, 1 U - сигнал от растрового диска 2, Т вЂ” длительность сигнала.

Устройство работает следующим образом.

В статическом состоянии судно находится без движения, гребной вал не вращается. При этом фототранэисторы (фиг.1) 20 и 21 получают световой поток от светодиодов 18 и 19 и формируют. напряжения U вх и 11явл и по ступают иа фазовый компаратор 24,так как угол скручивания lf при статическом состоянии равен нулю, фазовый компаратор выдает сигнал 11в ц, О.

При погрузке, при движении судна,, когда гребной вал начинает вращаться заданной частотой, фототранзисторы (фиг.1) 20 и 21 получают световые — Ьит йих

Составитель Т. Иакова

Техред Л. Сердюкова Корректор В. Кабаций

Редактор Г. Волкова

Заказ 7419

Тираж 789 .. Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета ао изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР..113035, Москва, Ж-35, Рауыская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гага кна, 101 (5 15096

Импульсы от свето211Ьдов 18 и 19 (проходящие че ре э и pope з и ра ст ровых дисков 1 и 2) н формируя т сигналы

1енх

V . с частотой,. пропорциональной час2 Ьх 5 тоте вращения гребного вала, которые поступают через усилители 22 н 23 на фазовый компаратор 24. Фазовый компаратор 24 генерирует напряжение

0 ..., равное углу скручивания у " 10

6, " U2 ) 0 гребного вала, Напряжение 11а„„ проходит через фкпьтр 25 и усилитель 26 и поступает в измерительное устройство 27, где происходит перемножение величин .ч = U «„ u 15

n D F

С 32 1 . Полученный Ре зультат

40. 6 равный крутящему моменту гребного вала, поступает на индикатор 28.

Фо рмула изобретен ия устройство для измерения крутящего момента, содержащее вал, на котором установлены втулки с дисками с прорезями, и источник света, связанный с двумя фотоприемниками, подключенными к регистратору, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности и эксплуатационных свойств, в него введен дополнительI ный источник света, а на валу установлена пара пружинно-затяжных колец, на которых закреплены втулки c,äèñêàми °