Устройство для измерения крутящего момента герметизированной магнитной муфты

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБГЕтЕНИЯ " 92О 8

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

{61) Дополнительное к авт. свид-ву

{22) Заявлено 240577 {2t ) 248 9092/24-07 (5 1 ) М. Кл.2

Н 02 К 49/10

Н 02 K 11/00 с присоединением заявки N9

Государственный комнтет.СССР по делам нвобретеннй н открытнй

{23) Приоритет—

Опубликовано 151079. Бюллетень ЙУ 38 (53) УДК 621 ° 825. (088.8) Дата опубликования описания 15.10,79 (72) Авторы изобретения

С.Н.Андреенко, Н.К.Парц, M. Ñ.Âîðüøèëîâ и Е.P.Ïåòðîâ (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КРУТЯ@ЕРО МОМЕНТА. РЕРМЕТИЗИРОВДННОЙ МАГНИТНОЙ МУФТЫ

-- Изобретение относится к области ,.силоизмерительной техники и может быть использовано для измерения крутящего момента, передаваемого магнитной герметиэированной муфтой, в копирующих манипуляторах для кинематической связи задающего и испол- . нительного органа.

Известно устройство для иэйерения "щ крутящего момента. магнитной муфты, содержащее ведущую и ведомую полумуфты с постоянными магнитами, разделенные магнйтной герметичной перегородкой, датчик углового рассогласования и измерительную систему flj ..

Недостатком этого устройства явля- ется низкая точность измерения, Известно также устройство для измерения крутящего момента гермети. эированной магнитной муфты;содержащее ротор, размещенный на валу ведущей = полумуфты, узел возбуждения с постоянными магнитами, укрепленными на ведомой полумуфте, трехстержневой магнитопровод с размещенными на средrgeM стержне обмоткой обратной связи и углом смещения и на двух крайних стержнях — двумя секциями рабочей обмотки, соединенными последовательно

Встречно, Рабочая обмотка и обмотка обратйой связй подключены к дзуМ диагоналям выпрямительного моста (2).

Особенноотью этого устройства .ssляется то, что магнитопровод распо ложен непосредствейно на ведущей полумуфте и связан с источникск электрбпитания и измерительной системой через два кольцевых трансформатора.

Однако на точность измерения неизбежно влияЮт погрешности, возникающие при,прохожденйя сигналов через колЬцевые трансформаторы.

Целью изобретения является повышение точности измерения передаваемого крутящего момента.

Это достигается тем, что в предложенном устройстве ротор выполнен . в виде двух диаметрально расположен- ных стальных вйступов, размещенных концентрично относительно магнитов возбуждения, магнитопровод установ — .лен неподвижно и выполнен в виде кольца, размещенного соосно валу ведущей полумуфты и снабженного на торцовой поверхности, обращенной к магнитам возбуждения, кольцевым выступом, а один из магнитов возбуждения смещен в тангенциальном направ692018

Ф =Ф +Ф +" Ф +Ф

2 21О.1 2.1О.2 2!3.2 2 13.3 гдеф,,и ф — пстоки, возбуждаемые постоянными магнитами б и 7 соответственно;

5 . Ф1ло.1 41. о.g" Алз.2@1. з.g элеме" тар ные потоки в стержнях 10.1., 10.2,...

13.2„ 13.3 кольцевого магнитопровода

9, возбуждаемые постоянным магнитом б; б „„„,Ф .„О,...,Ж д „4 „;. элементар- ные потоки в срержнях 10.1., 10.2

13. 2, 13. 3 кольцевого магнитопровода

9, возбухсцаемые постоянным магнитом 7.

Таким .образом, через каждый из стержней магнитопровода замыкаются два элементаРных потока, возбуждаемых постоянными магнитами б и 7.

Если характеристики магнитов идентичны (4 =Ф ), элементарные потоки в стерх<нях магнитопровода компенси руются, так как они направлены встречно. В этом слуЧае через стержни коль цевого магнитопровода 9 замыкаются

;только потоки, образованные секциями обмотОк смещения 16-19 и обратной ,связи 20-23, и вфличина суммаРного

25 потока составляет: ФО =Ф„-,Ф

0Б см ос.

В результате через раьочую обмотку состоящую is. секций Wp>p: рз1

- течет ток, обусловленный суммарной величиной. индуКтивностей этих секций, 30 найряженйем источнйка питания 33 и сопротивлением нагрузки 35.

В связи с этИМ на выходе устройства имеется йекоторйй начальный сигнал. Этот сигйал для получейия ревер-.

35 сивной характеристики вход-выход может быть вычтен, например, на дифференциальном транзиСторной каск аде, По мере роста крутящего момента, 4О- передаваемого магнйтной муФтой, и появления угла рассогласования 2 (фиг.Зб); равенство потоков < „ и 4> нар 1шается.

В этом случае поток ф rio мере роста угла рассогласования ОС стре45 ленни относительно симметричного положения.

На фиг.l показано предложенное устройство, продольный разрез; на фиг.2 — то же, электрическая схема; на фиг.3 — схема взаимного расположения постоянных магнитов и стальнйх выступов.

Устройство содержит ведущую 1 и ведомую 2 полумуфты с постоянными магнитами, разделенные немагнитной герметичной перегородкой 3. на валу ведущей муфты 1 выполнены стальные выступы 4 и 5, а на ведомой полу. муфте жестко закреплены постоянные магниты возбуждения б и 7, отделенные от нее кольцом из немагнитного

:материала 8. Размеры стальных выступов .4 и 5 и постоянных магнитов б и 7 в поперечном сечении соответствуют диапазону максимального углового рассогласования полумуфт. Устройство содержит также жестко закреплейные на неподвижном основании кольцевой

;магйитопровод 9, набранный из пермал-. ,Лоевых пластин. Магнйтопровод 9: .Разделен, например, на четыре секто,ра (10-13), образованных радиальными разделительными пазами 14, в каждом из icîòîðéõ âûïoëíåíî по.два окна 15. В

;результате в каждом секторе получает, ся по три стержня, вокруг которых намотаны секции обмоток смещейий

,16-19 Wcì„ü- Wcмщ, обмоток обРатной связи 20-23 Хс,- Исс, и рабоЧИУ обмоток 24-31 Ч 4- Wð. „.Обмотки .смещения 16-19 йредназйачены для задания необходимой исходной точки на характеристике В(H) железа магнитОпРовода, обмоткй обратйой связи (20-23} — для линеариэации и стабилизации .передаточной характеристики устройства, а рабочие обмотки 24-31 выполняют роль"элемента с,управляемым индуктивным сопротивлением., кроме т го, электрическая схема устройства включает выпрямительный мост 32 для выг рямления тока, текущего через нагрузку, источники

33 и 34 для питания рабочей обмотки

:и обмоткИ смещения соответственно . и..сопРотивление наГРуэки 35.

Работает устройство для измерения, крутящего момента магнитной муфты сЛедующим образом.

При вращении магнитной муфты без н грузки, когда угол рассогласова-. ния между ведущей и ведомой 2 полумуфтами равен нулю, постоянные магниты 6 и 7 ведомой полумуфты располо— жены относительно стальных выступов

4 и 5 ведущей полумуфты так, как это показано на фиг.3à. á(1.

При этом через стержни 10,1-13.3 кольцевого магнитопровода замыкаются потоки: .

1 1 1О.1 1.1О 2 " 1 1Ъ.2 1.1Ú.З Я

Ф =ф +Ф +...+ô +ф мится к нулю и через стержни кольцевого магнитопровода 9 замыкаются потоки, образованные постоянным магнитом 6 (41), обмотками смещения

16-14 (фс„) и обратной связи-. 2023 (@ос ) °

Величина сумма ного потока в. стержнях магнитопровода составляет ф1+ФСМ ФОС

В связи с этим рабочая точка на характеристике В(Н), характеризующая магнитное состояние стержней магнитопровода 9, смещается s верхнюю область рабочего участка, так к пк потоки Ф и ф, благодаря соответствующему направлению намотки с.=кций обмоток смещения 16-19, совпадают по знаку. В результате общая индуктивность секций рабочих обмоток уменьшается, а ток через нагрузку возрастет. Это вызывает

692018

Ф возрастание (по сравнению с начальным) сигнала на выходе устройства, что равносильно появлению выходного. сигнала со знаком плюс. .При развороте полумуфт в противоположном направлении (фиг.3в) наблюдается обратная картина, т.е. величина суммарного потока в стержнях магнитопровода будет следующая

22 2. см ос 1

В связи с этим рабочая точка йа !О характеристике В(Н) смещается в ниж нюю область рабочего участка, общая индуктивность секций рабочей обмотки

Ьоэрастает, а ток через нагрузку устройства уменьшается, что равно- 15 сильно появлению выходного сигнала со знаком минус.

Размещение магнитопровода 9 с обмотками неподвижно на основании облегчает съем измерительных сигна- 2Q лов, и благодаря уменьшению помех в токосъемном узле повышаетоя точность измерения момента муфтй.

Формула изОбретения

Устройство для измерения круТящего момента герметизированной магнитной муфты, содержащее ротор, размещенный на валу ведущей полумуфты, узел, возбуждения с постоянными магии» тами,укрепленньми на ведомой полумуф- те, трехстержневой магнитопровод, с размещенными на среднем стержне обмоткой обратной связи и узлом смещения, а на двух крайних стержнях — двумя секциями рабочей обмотки,соединенными между собой последовательно встречно, рабочая обмотка и обмотка обратной связи подключены к двум диагоналям выпрямительного моста, о т л и ч а ю-. щ е е с я тем, чтб, c целью повышения точности, ротор устройства выполнен в виде двух диаметрально расположенных стальных выступов, концентрично размещенный относительно магйитов возбуждения, магнитбпровод установлен неподвижно и выполнен в виде коль- ца, размещенного соосно валу ведущей полумуфты и снабженного на торцовой поверхности, обращенной к магнитам возбуждения, кольцевым выступом, а один из магнитов возбуждения смещен в тангенциальном найравлении относительно симметричного положения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельствб СССР -"

Р399745, кл. G 01,.L 3/10, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР

Р538248, кл. G 01 L 3/10, 1975. м 9

692018

Составитель В.Никаноров

Техред М.Петко Корректор Г.Решетник

Редактор И.голышева

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 6234/48 Тираж 857 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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