Устройство для измерения крутящего момента на вращающемся валу
Владельцы патента RU 2305262:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Красноярский государственный технический университет (КГТУ) (RU)
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения крутящего момента на валу, например для контроля затяжки резьбовых соединений при производстве сборочных работ. Устройство содержит корпус, вал, состоит из ведущего и ведомого полувалов, установленных соосно в корпусе с возможностью вращения в подшипниках. При этом в ведущем полувале выполнены камеры, каналы, а между поверхностью ведущего полувала и поверхностью корпуса посредством кольцевых уплотнений образована герметичная полость. В камерах установлены поршни, взаимодействующие с фасонными упорами, выполненными на ведомом полувале. Камеры посредством каналов соединены с герметичной полостью, образуя подпоршневое пространство камер. Камеры, каналы и полость заполнены жидкостью, на корпусе установлен манометр измерения давления жидкости в полости. Технический результат заключается в расширении области применения. 6 ил.
Изобретение относится к силоизмерительной технике и может быть использовано для измерения крутящего момента на валу в различных технологических процессах - для контроля затяжки резьбовых соединений при производстве сборочных работ на машиностроительных и других заводах, для проведения исследований в условиях эксплуатации машин и оборудования.
Известно устройство для измерения крутящего момента, развиваемого двигателем [а.с. СССР №1723469, МКИ G01L 3/00, В.А.Браташ и др., заявл. 05.03.90 г., опубл. 30.03.92 г., бюл. №12], содержащее силоизмерительные опоры на основе месдоз с тензодатчиками, включенными в мостовую измерительную схему, датчики линейных ускорений и сумматоры.
Недостатками вышеназванного устройства являются сложность проведения измерений при большой продолжительности испытаний, необходимость усиления сигнала, необходимость специального токосъемника для снятия сигнала с вращающегося вала, вследствие чего ограничивается область промышленного применения данного устройства.
Известно устройство для измерения крутящего момента вращающегося вала [а.с. СССР №1265498, МКИ G01L 3/04, М.В.Морозов и В.А.Капустин, заявл. 24.06.85 г., опубл. 23.10.86 г., бюл. №39], содержащее основание (корпус), упругий вал на подшипниках, светомодуляторные диски, источник света, фотоприемник, конические дифференциальные редукторы с водилами, солнечными шестернями, сателлитами.
Недостатком устройства является ограниченная область применения вследствие сложности устройства.
Задача изобретения - расширение области применения устройства для измерения крутящего момента на вращающемся валу.
Поставленная задача решается тем, что в устройстве для измерения крутящего момента на вращающемся валу, содержащем ведущий и ведомый полувалы, в ведущем полувале выполнены камеры, поршни, каналы, на ведомом полувале выполнены фасонные упоры, взаимодействующие с поршнями, согласно изобретению ведущий и ведомый полувалы соосно установлены на подшипниках в корпусе, между поверхностью ведущего полувала и поверхностью корпуса посредством кольцевых уплотнений образована герметичная полость, с которой посредством каналов соединено подпоршневое пространство камер, заполненное жидкостью, а на неподвижном корпусе установлен манометр измерения давления жидкости в полости.
На фиг.1 показано устройство измерения крутящего момента (продольный разрез); на фиг.2 - поперечный разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 - ведущий полувал; на фиг.4 - вид Б фиг.3 с разрезом; на фиг. 5 - ведомый полувал; на фиг.6 - вид сбоку фиг.5.
Устройство для измерения крутящего момента на вращающемся валу содержит неподвижный корпус 1, вал, установленный с возможностью вращения в подшипниках 2, состоящий из ведущего полувала 3 (см. фиг.1) и ведомого полувала 4, установленных соосно в корпусе 1. В ведущем полувале в плоскости, перпендикулярной оси его вращения, тангенциально оси вращения выполнены цилиндрические камеры 5. Между поверхностью ведущего полувала 3 и неподвижным корпусом 1 расположена полость 6, образованная с помощью кольцевых уплотнений 7. Каналы 8 соединяют камеры 5 с полостью 6. В камерах 5 установлены поршни 9, при передаче момента вращения контактирующие с фасонными упорами 10, выполненными на ведомом полувале 4. Подпоршневое пространство камер 5, каналы 8 и полость 6 заполнены жидкостью (например, машинным маслом, тормозной жидкостью или водой). На корпусе 1 установлен манометр 11 для измерения давления жидкости в полости 6. На торцах полувалов установлены присоединительные фланцы 12.
Устройство работает следующим образом. С помощью фланцев 12 устройство устанавливается на испытуемом валу (или между испытуемым объектом и нагрузкой). При возникновении крутящего момента происходит небольшое смещение ведущего полувала 3 (по углу поворота) относительно ведомого полувала 4, так что поршни 9 камер 5 ведущего полувала 3 упираются в упоры 10 ведомого полувала 4 и создают давление жидкости в камерах 5, т.е. момент с ведущего полувала 3 на ведомый полувал 4 передается через сжатую жидкость. Созданное давление жидкости в камерах 5 по каналам 8 в ведущем полувале передается в полость 6, расположенную между уплотнительными кольцами 7. Давление жидкости в этом объеме (в полости 6) измеряется стандартным манометром 11, установленным на корпусе 1. Сила сжатия жидкости (давление) в полости будет прямо пропорционально передаваемому моменту, т.к. весь момент вращения с ведущего полувала 3 на ведомый 4 передается через жидкость. Шкала соотношения давления жидкости в полости 6 и величины передаваемого крутящего момента находится предварительно, тарировкой в статике.
Устройство позволяет непрерывно измерять текущий крутящий момент на вращающемся валу в течение любой продолжительности испытаний, при этом не требуется дополнительных устройств типа усилителей, токосъемников, тензодатчиков, источников питания и пр., вследствие чего значительно расширяется область применения предлагаемого устройства.
Устройство для измерения крутящего момента на вращающемся валу, содержащее ведущий и ведомый полувалы, в ведущем полувале выполнены камеры, поршни, каналы, на ведомом полувале выполнены фасонные упоры, взаимодействующие с поршнями, отличающееся тем, что ведущий и ведомый полувалы соосно установлены на подшипниках в корпусе, между поверхностью ведущего полувала и поверхностью корпуса посредством кольцевых уплотнений образована герметичная полость, с которой посредством каналов соединено подпоршневое пространство камер, заполненное жидкостью, а на неподвижном корпусе установлен манометр измерения давления жидкости в полости.
