Устройство для измерения крутящих моментов

 

767577

Союз Советских

Социалистических

Республик, О П И LC- А - - Н-" НИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву Ф 437936 (22) Заявлено 231Q78 (21) 2676141/18-10 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 3009,80, 6к ллетень ¹ 36

<я)м. кл, а 011 3/10

I осударствеииый комитет

СССР ио амаи изобретений и открытий (53) УДК 531,781 (088. 8}

Дата опубликования описания 3009,80 (72) Автор изобретения

А.Е, Дубинин

Куйбьиаевскнй институт инженеров железнодорожного транспорта (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КРУТЯЩИХ

МОМЕНТОВ

Изобретение относится к области . силоизмерительной техники и может быть использовано для измерения крутящего момента и мощности на валу.

По основному авт, св. Р 437936 известно устройство для измерения крутящих моментов. Это устройство содержит упругий, участок вала иэ ферромагнитного материала и охватывающую вал электромагнитную систему, включающую кольцевой статор с распределенной no его внутренней поверхности трехфазной обмоткой возбуждения, два тороида, связанные магнитопроводящими сегментами, и" две включенные последовательно изб мерителеиме обмотки 11

Недостатком этог,устройства является ограниченность его функциональных возможностей;

Цель изобретения - раааирение функциональных возможностей устройства,Это достигается тем, что в него введены сигнальная обмотка скорости вращения вала, цилиндр из иемагнитного электропроводного металла и множительное устройство, причем сигнальная обмотка располо2 жена в одних пазах с трехфаэной обмоткой возбуждения перпендикулярно к обмотКе одной фазы и подключена к одному из. входов множительного

5 устройства, другой вход которого подсоединен к измерительной обмотке, а цилиндр жестко закреплен на валу под кольцевым статором.

На фиг. 1 представлена конструк10 тивная схема устройства на фиг.2цринципиальная схема.

Устройство для измерения крутящих моментов содержит цепь возбуждения и измерительную цепь. Цепь возбуж)5 дения состоит иэ кольцевого статора 1 с распределенной трехфазиой обмоткой 2, подключенной к источнику трехфазного напряжения. Статор охватывает ферромагнитный упругий вал

20 3, закрепленный в подшипниках 4 корпуса 5. На валу 3 жестко закреплен цилиндр б иэ немагнитного электропроводного металла (мель, алюминий).

25 Измерительная цепь состоит из кольцевых разрезных тороидов 7, сегментов 8 и двух соединенных последовательно измерительных обмоток 9, охватывающих коаксиально вал 3. Цепь

30 возбуждения н измерительная цепь

767577 разделены"немагнитными прокладками

l0.

В пазах статора 1 вместе с трехфазной обмоткой 2 возбуждения расположена однофазная .сигнальная обмотка 11 скорости вращения вала под углом 90 относительно одной из ее фаз (A) - фиг. 2.

Сигнальная обмотка 11 и измерительные обмотки 9 подключены к множительному устройству 12, которое i свою очередь подключено к регистриру-, ® ющему прибору 13, Выход сигнальной обмотки 11 подключается к иэмерителЬному прибору 14 скорости вращения вала, а измерительные обмотки 9 - к измерительному прибору 15 15 крутящего момента.

Устройство работает следующим образом.

При отсутствии крутящего момента вал устройства иэотропен и сигнал на выходе измерительных обмоток 9 равен нулю.

При неподвижном вале пульсирующий поток фазы А (фиг. 2) индуцирует в цилиндре 6 из немагнитного электропроводного металла ЭДС и возникают токи, которые создают магнитный поток, действующий по оси обмотки возбуждения, Этот поток с сигнальной обмоткой 11 нэ сцепляется, так как она сдвинута относи- 30 тельнб фазы A на 90О . Поэтому напряжение сигнальной обмотки равно нулю. Напряжения, наведенные в сигнальной обмотке от двух других фазВ и С, будут сдвинуты относи- И тельно друг друга на 180 . Тогда их результирующее напряжение в этой обмотке от фаз В и С равно нулю.

При вращении вала 3 в цилиндре б индуцируется ЭДС вращения, в резуль-. тате чего в нем создается другая система токов. Эта система токов от фазы А создает поток, сцепляющийся с сигнальной обмоткой 11, наводя в ней ЭДС, пропорциональную скорости вращения вала. ЭДС, наведен- б ные в цилиндре б от фазВ и С, вычитаются. Измерительный прибор 14 регистрирует скорость вращения вала, Сигнал на выходе множительного устройства 12, фиксируемый измеритель- 50 ным прибором 13, равен нулю, поскольку сигнал измерительных обмоток

9, регистрируемый прибором 15, равен нулю. При воздействии крутящего мо- Я

MeHTa,íà вал 3 меняется его магнит4 ная проницаемость. Вследствие возникшей анизотропности вала появляется составляющая магнитного потока возбуждения, проходящая вдоль оси вала и замыкающаяся в измерительной цепи устройства. Эта coc- тавляющая потока, проходя через элементы 3, 7, 8 сцепляется с витками измерительных обмоток 9, наводя в них ЭДС, пропорциональную крутящему MoMeHTó на валу и фиксируемую измерительным приборОм 15, Одновременно сигнал с измерительных обмоток 9 подается на множительное устройство 12, на другой вход которого подается сигнал с сигнальной обмотки 11. Сигнал на выходе множительного устройства 12 равен произведению сигналов с обмоток

9, ll т.е ° пропорционален мощности на валу.

Использование в устройстве дополнительной сигнальной обмотки скорости вращения вала и множительного устройства позволит производить измерение мощности на валу, а использование цилиндра из немагнитного электропроводного металла позволит снизить сопротивление вихревым током и, следовательно, повысить чувствительность устройства, Формула изобретения

Устройство для измерения крутящих моментов по авт. св, 9 437936, о тл и ч а ю щ е е с я тем,что,с целью расширения функциональных возможностей устройства,.в него введены сигнальная обмотка скорости вращения вала, цилиндр из немагнитного электропроводного металла и множительное устройство, причем сигнальная обмотка распол6жена в одних пазах с трехфазной обмоткой воэбужденйя перпендикулярно к обмотке одной фазы и подключена к одному иэ входов множительного устройства, другой вход которого подключен к измерительной обмотке, а цилиндр жестко закреплен на валу под кольцевым статором.

Источники ййформации, принятые во внимание при экспертизе

1, Авторское свидетельство СССР

В 437936, кл, G 011. 3/10, 1972,