Устройство для измерения крутящего момента полого вала

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТИЛЬСТВУ

4 rV„L» всю еУ >@ËÈ0TÅN

Союз Советских

Социалистических

Республик

<щ 717574 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (51)м, к„.

1 а Ol r, 3/1O (22) Заявлено 1803 78 (21) 2571688/18-10 с присоединением заявки Нов (23) Приоритет—

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 2 50280. Бюллетень М 7

Дата опубликования описания 250280

{53) УДК 531. 781 (088.8)

Ю,.M.Äóíàåâ, A.A.Ðåøåòíèêîâ, В.И.Разуваев и Б.В.шахошкин (72) Авторы изобретения

Грозненское научно-производственное объединение Промавтоматика . (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КРУТЯЩЕГО

МОМЕНТА ПОЛОГО ВАЛА

Изобретение касается силоизмери"тельной техники.

Известно устройство для измерения крутящего момента, содержащее тензометрические датчики, расположенные на участке вала с уменьшенньм диа" метром, который закрыт обоймой, жестко закрепленной на одном конце вала и связанной с другим концом вала шлйце-10 вым соединением с зазором (1) .

Однако это устройство не обеспечивает требуемой точности и надежности. .Наиболее близким по технической сущности к предложенному является устройство для измерения крутящего 15 момента полого вала, содержащее штангу, размещенную внутри вала и соединенную одним концсм с валом шпицевьм соединением, а вторым концом - с Элементом привода, установленньм в под" 20 шипниках на валу, и датчик угла itoворота штанги относительно вала (2), Недостатком этого устройства является низкая надежность и точност 25 иэ-за влияния изгибающего момента.

Цель изобретения — повышение надежности и точности измерений за счет уменьшения влияния изгибающего момента.

Это достигается тем, что предложенное устройство снабжено торцовой кулачковой полумуфтой, жестко связанной с элементом привода и шлицевыи соединением с вторьм концом штанги, а торцовая йоверхность вала снабжена кулачками, размещенными с зазором в соответствующих кулачках торцовой полумуфты.

На фиг.l изображено предложенное устройство с элементом привода вала в виде звездочкиу на фиг.2 - то же, сечение по А-А на фиг.l; на фиг.3 элемент привода в виде карданного вала.

Устройство для измерения крутящего момента полого вала содержит штангу

1, сочлененную одним концом через разъемное шпицевое соединение 2 с концом полого вала 3. Противоположный конец вала снабжен элементом привода в виде стакана 4 со звездочкой при цепном приводе или i виде стакана 5 и в случае привода от карданного вала б, которые разъемно соединены с полумуфтами 7 или 8, снабженными кулачками 9 и взаимодействующими с кулачками 10 выполненными в торце полого вала ° Полумуфты

717 57 4,разъемно соединены с упорньм диском

11, а через разъемное шлицевое сое- " динение 12 - с вторым концом штанги.

В стакане элемента привода размещены подшипники 13 и 14 свободно установленные на конце полого вала и

5 замкнутые пружинным кольцом 15, распорными втулками lб-19 и крышкой 20, разъемно соединенной со стаканом, на котором крепится модулированный диск 21 с зубцами 22. В стакане и крышке имеются уплотнительные кольца 23. Второй модулированный диск

24 с зубцами 25 жестко соединен с полым валом, например, с помощью шпонки 26. Зубцы обоих дисков взаимодействуют е датчиком угла 27, установленным на крышке корпуса ротора

28 буровой установки.

Устройство работает следующим .образом.

Изгибающий момент, возникающий щ на элементе привода в виде стакана

4 или 5, воспринимается полым валом

3, а крутящий момент передается от элемента привода через полумуфту 7 или 8 и шлицевое соединение 12 штанге 1. Деформация кручения штанги 1 линейно зависит от величины приложенного момента. При этом поворот конца штанги 1 происходит совместно со стаканом 4 или 5 элемента привода, крышкой 20 и модулирующим диском 21 с зубцами 22 относительно модули-, рующего диска 24 с зубцами 25. Данйый поворот вызывает линейное рассогласование угла, то есть фазовый сдвиг между двумя импульсными после- З5 довательностями, формируемыми при взаимодействии зубцов модулирующих . дисков 21 и 24 с датчиком угла 27. Величина фазового сдвига строго пропорциональна величине крутящего мо- щ мента, передаваемого на ротор буровой установки. В переходных режимах мгновенные значения крутящего момента резко превышают рабочий динамический диапазон изменения крутящего момента на роторе и искажают реальную картину режимов бурения, При превышении крутящего момента границы верхнего предела измерения поворота конца штанги 1 совместно с полумуфтой 7 или 8 вызывает силовое замыкание кулачков 9 с кулачками 10 полого вала 3. В этом случае крутящий момент, передаваемый íà ро ор буровой установки, воспринимается штангой 1 и IloJIHM валом 3. Это позволяет за счет оптимального значения предельного угла поворота э штанги как в прямом, так и в обратном направлениях вращения исключить вредные последствия от перегрузки упругого. чувствительного элемента — штанги 1 и получить требуемые метрологические характеристики устройства.

Формула изобретения

Устройство для измерения крутящего момента полого вала, содержащее штангу, размещенную внутри вала, и соединенную с одним концом с валом шлицевым соединением, а вторым концом с элементом привода, установленным в подшипниках на валу, и датчик угла поворота штанги относительно вала, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности и точности измерения за счет уменьшения влияния изгибающего момента, оно снабжено торцовой кулачковой полумуфтой, .жестко связанной с элементом привода и шлицевым соединением вторым концом штанги, а торцовая поверхность вала снабжена кулачками, размещенными с зазором в соответствующих кулачках торцовой полумуфты.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Великобритании 91309892, кл. ° G 01 Ь 3/10, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР

9498520, кл. G 01 Ь 3/10, 1974 (прототип) .

717574

Составитель Г.Целибеев

Редактор A. Шмел кин Техред A.Ùåïàíñêàÿ Корректор,A.Гриценко

Заказ 9826/57 Тираж $019 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал IIIIII Патент, r ° Ужгород, ул. Прбектная, 4