Муфта для измерения крутящего момента и осевой силы

 

I сф

4 506769=

ОПИСАНИЕ

И ЗО БРЕТ Е Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 19.07.72 (21) 1811411/18-10 (51) М. Кл е G OIL 5/00 с присоединением заявки №вЂ”

Гасударственный комитет

Совета Мииистрав СССР па делам изобретений и открытий (23) Приоритет—

Опубликовано 15.03.76, Бюллетень № 10

Дата опубликования описания 21.01.77 (53) УДК 531 781 (088.8) (72) Авторы изобретения

Б. Н. Борисов и Л. Е. Литвинцев

Центральный научно-исследовательский и проектный институт строительных металлоконструкций (71) Заявитель (54) МУФТА ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КРУТЯЩЕГО МОМЕНТА

И ОСЕВОЙ СИЛЫ

Изобретение относится к измерительной технике, Известные муфты для измерения крутящего момента и осевой силы, содержащие ведущую и ведомую полумуфты, связанные упругими элементами с тензодатчиками, не обеспечивают достаточной чувствительности и стабильности результатов измерений, Для повышения чувствительности и стабильности получаемых результатов в предлагаемой муфте упругие элементы расположены перпендикулярно оси муфты и заделаны в полумуфты в тангенциальном направлении относительно их оси обоими концами жестко, а в осевом направлении один из концов каждого упругого элемента заделан шарнирно, а другой — жестко, при этом расстояние между заделками каждого упругого элемента разделено осью муфты в отношении 2:1.

На фиг. 1 показана описываемая муфта, разрезы по A — А и Б — Б; иа фиг. 2 — то же, вид В; на фиг. 3 — то же, разрез по à — Г на фиг. 1; на фиг. 4 —.кинематическая схема работы упругих измерительных элементов муфты.

Муфта включает в себя две одинаковые полумуфты 1, два одинаковых упругих элемента 2.

Элементы 2 заделаны в полумуфты. Один из концов упругого элемента имеет цилиндрическую поверхность и запрессован по посадке с натягом в полумуфту. Положение этого конца фиксируется штифтом 3. В другой коIII.II элемента запреесован валик 4, фиксируемый штифтом 5. На .валик 4 посажены шарикоподшипнинки 6, положение которых в корпусе регулируется и устанавливается при помощи крышек 7 с прокладками. Подшипники в осевом направлении отрегулированы

1ð так, что они имеют небольшой натяг (осевой люфт валика 4 осутствует). Втулки 8 — распорные.

Поперечное сечение упруги элементов— прямоугольное (фиг. 3). На грани элементов

15 наклеены тензодатчики 9 (датчики крутящего момента) и 10 (датчики- осевой силы).

Таким образом, в плоскости ХХ,— УУ упругий элемент заделан в одну из полумуфт жестко, а в другую — шарнирно. В плоскости ХХ1 — ZZI заделка обоих концов элемента 2 жесткая. При этом расстояние между заделками каждого упругого элемента делится осью вращения муфты в огношении 2:1.

Однако, как показано выше, ко нец элемента 2, закрепленный в корпусе с помощью подтиипников 6, на самом деле образует упругий шарнир с осью вращения, совпадающей с осью штифта 5.

Такое выполнечие измерительной муфты зр целесообразно в связи с тем, что более уда3 ленная от оси муфты заделка iHe создает реактивного момента в упругих элементах при относительном повороте полумуфт под действием нагрузок и и работает как шарнирная опора с малым трением и практичеоки отсутствующим люфтом. Принцип работы муфты заключается в следующем.

Пусть q> — угол поворота одной полумуфты относительно другой под действием передаваемого муфтой крутящего момента; б — прогиб конца консоли длиной 1 под дейспвием силы Р, приложенной к концу консолями;

Π— угол полорота концевого сечения этой консоли.

Тогда справедливо:

Pl Р12 о = „, (1), О = „, (2)

Для того, чтобы упругий элемент работал как консоль (изгибающий момент в концевом сечении равен нулю), необходимо

О = р, 6 =R@ (3)

Из выражений (1), (2), (3) следует:

Р12 Р12

ЗЕ!К 2Е1

Откуда: l = — R

2 (4)

Описанная измерительная муфта работает следующим образом. При действии осевой силы упругие элементы 2 получают изгиб в плоскости ХХ,— УУ,. Тензодатчики 10 деформируются в соответствии с деформациями соответствующих фибровых волокон упругих

506769

4 элементов. Тензодатчики соединены по одной из известных измерительных схем. Выход с этой схемы подается на измерительную аппаратуру, тарированную в единицах силы. Вы5 сокая чувствительность и стабильность измерения осевой силы обеспечивается установкой прецизионных подшипников 6.

При передаче муфтой крутящего момента происходит изгиб элементов 2 в плоскости

lo XXi — ZZ, причем упругие элементы деформируются как консоли. Тензодатчики 9 при этом измеряют величину крутящего момента.

Описанная выше геометрия установки упругих элементов 2 в плоскости ХХ вЂ” ZZ> обес15 печивает работу одного из концов элемента как упругого шарнира, имеющего, следовательно, очень низкий собственный момент трения.

20 Формула изобретения

Муфта для измерения кругящего момента и осевой силы, содержащая ведущую и ведомую полумуфты, связанные упругими элементами с тензодатчиками, отличающаяся тем, что, с целью повышения чувствительности и стабильности получаемых результатов, упругие элементы расположены перпендикулярно оси муфты и заделаны в полумуфты в тангенциальном направлении относительно их оси обоими концами жестко, а в осевом направлении один из концов каждого упругого элемента заделан шарнирно, а другой — жестко, при этом расстояние между заделками каждого упругого элемента разделейо осью муфты в отношении 2:1.

506769

Составитель В. Герасимова

Техред О. Кудинова

Корректор Л. Котова

Редактор С. Хейфиц

МОТ Загорский филиал

Заказ 5193 Изд. № 1246 Тираж 1029 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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