Моментомер гравитационный

Изобретение относится к измерительным устройствам и может быть использовано для измерения крутящего момента. Устройство содержит противовес и кулачок, соединенный с противовесом посредством гибкой связи, закрепленной на периферии кулачка. Гибкая связь выполнена с возможностью крепления на периферии кулачка в нескольких местах. Профиль кулачка выполнен с определенным шагом вдоль оси вращения кулачка. Технический результат заключается в увеличении диапазона измерений крутящих моментов. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Изобретение относится к приборостроительной промышленности и может быть использовано для измерения крутящего момента на валах, например, электродвигателей. Известны моментомеры, основанные на статическом методе измерения, при котором крутящий момент на валу определяется при установившейся скорости вращения вала.

Наиболее простыми и распространенными являются тормозные моментомеры, которые совмещают в себе тормозное устройство, нагружающее испытываемый двигатель тормозным моментом, и измерительный блок, необходимый для измерения этого момента. Применяются измерительные устройства различных типов: маятниковые, крутильные, рычажные, компенсационные (Потапов Л.А., Юферов Ф.М. Измерение вращающих моментов и скоростей вращения микроэлектродвигателей. М., Энергия, 1974).

Их общим недостатком является невысокая точность при ограниченном диапазоне измерений.

Наиболее близкими к предлагаемому являются тормозные электромагнитые моментомеры, содержащие измерительный блок со шкалой, стрелкой, кулачком и противовесом, соединенным с кулачком при помощи гибкой связи (а.с. СССР 1719938 A1, G 01 L 3/22).

Однако в указанном моментомере при измерении крутящих моментов увеличение плеча тормозного момента происходит за счет накручивания гибкой связи на кулачок. Гибкая связь слой за слоем ложится на кулачок, с каждым оборотом увеличивая плечо тормозного момента. При этом диапазон измерений ограничен длиной гибкой связи, а замер крутящих моментов производится лишь в одном направлении.

Цель изобретения - расширение диапазона измерений. Указанная цель достигается тем, что профиль кулачка выполнен с шагом m вдоль оси вращения кулачка, проекция профиля которого на вертикальную плоскость, перпендикулярную оси вращения кулачка, задана уравнением

r=l₀+kϕ, l₀≥0, m≥a,

где l₀ - расстояние от оси вращения кулачка до места крепления гибкой связи,

k - коэффициент увеличения радиуса г при увеличении угла его поворота,

ϕ - угол поворота радиуса кривой,

m - шаг профиля кулачка,

а - ширина гибкой связи.

На фиг.1 изображен моментомер, вид спереди; на фиг.2 - профиль кулачка, вид А фиг.1; на фиг.3 - два ближайших витка профиля кулачка.

На основании 1 неподвижно закреплены кронштейн 2 со шкалой 3. В подшипниках кронштейна 2 установлен вал, на котором необходимо измерить крутящий момент, с жестко закрепленным на нем кулачком 4 с указательной стрелкой 5 и противовесом 6 на конце гибкой связи 7, другой конец которой закреплен на периферии кулачка 4. На кулачке 4 выполнен профиль 8, в котором размещается гибкая связь 7.

Под шагом профиля m кулачка понимается расстояние между осями двух ближайших витков профиля вдоль оси вращения кулачка 0.

Ширина гибкой связи обозначена а, ширина профиля - n, шаг профиля кулачка - m.

Очевидно, что m≥a, n≥а.

Моментомер работает следующим образом.

При возникновении на валу с кулачком 4 крутящего момента последний вместе с указательной стрелкой 5 приходит во вращение, вследствие чего гибкая связь 7 начинает наматываться на профиль 8 кулачка 4 и создавать вместе с противовесом 6 тормозной момент. При равенстве тормозного момента и измеряемого вращение прекращается и кулачок 4 с указательной стрелкой 5 останавливается под некоторым углом к первоначальному. Указательная стрелка 5 покажет на шкале 3 значение приложенного крутящего момента.

При практических измерениях нередко приходится иметь дело с крутящими моментами, величина которых заведомо больше определенного значения. Поэтому бывает полезным путем крепления гибкой связи с противовесом в разных местах периферии кулачка менять начальную точку отсчета и, таким образом, оптимизировать процесс измерений.

В заявленном техническом решении применение кулачка с профилем в виде спирали теоретически без ограничения угла поворота ее радиуса в обоих направлениях является новым признаком.

Следовательно, указанный отличительный признак дает основание считать заявленное техническое решение соответствующим критерию «новизна». Новым можно считать и указание величины шага профиля вдоль оси вращения кулачка.

Выполнение гибкой связи с возможностью крепления на периферии кулачка в нескольких местах также является новым признаком.

Предлагаемое решение для специалиста явным образом не следует из уровня техники.

На основании вышеизложенного можно сделать вывод о соответствии заявленного технического решения условиям патентоспособности изобретения.

1. Моментомер гравитационный, содержащий противовес и кулачок, соединенный с противовесом посредством гибкой связи, закрепленной на периферии кулачка, отличающийся тем, что профиль кулачка выполнен с шагом m вдоль оси вращения кулачка, проекция профиля которого на вертикальную плоскость, перпендикулярную оси вращения кулачка, имеет уравнение

r=l₀+kϕ, l₀≥0, m≥а,

где l₀ - расстояние от оси вращения кулачка до места крепления гибкой связи;

k - коэффициент увеличения радиуса r при увеличении угла его поворота,

ϕ - угол поворота радиуса архимедовой спирали,

m - шаг профиля кулачка,

а - ширина гибкой связи.

2. Моментомер гравитационный по п.1, отличающийся тем, что гибкая связь выполнена съемной с возможностью крепления на периферии кулачка в нескольких местах.