Магнитоупругий преобразователь крутя-щего momehta

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Севетсиик

Сециапистичестеик

Ресттублик

1iii838448 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 26, 12. 77 (21) 2558792/18-10 с присоединением заявки М— (23) Приоритет (53)M. Кл.

G 01 L 3/10

Гесударстееииа|й каиитет ссса ао делан изобретений и атирнтий

Опубликовано!5. 06. 8.-1, Бюллетень .% 22

Дата опубликования описания 17,06. 8 ) (53) УДК 531.78) (088.8) (72) Авторы изобретения

Л. Н. Цейтлин, А. К. Иимохин и Ф. Б . Ким.

Московский станкоинструментальный (71) Заявитель ннституг — --.— (54) МАГНИТОУПРУГИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ КРУТЯЩЕГО МОМЕНТА

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения крутящего момента на вращающихся валах металлорежущих станков.

Известны магнитоупругие преобразователи крутящего момента, которые состоят из кольцевых статоров с полюсными наконечниками, расположенными в определенном порядке вокруг .10 вращающегося вала, служащего чувствительным элементом преобразователя, и снабженными обмотками возбуждения и измерения (1).

Недостатком таких преобразователей является зависимость величины сигнала от углового положения вала, Известен также магнитоупругий ттреобразователь крутящего момента, содержащий упругий вал, систему воз- ® буждения и измерительную систему с кольцевыми полюсами | снабженными дву» . мя одинаковыми, расположенными соос-. тто валу кольцевыми обмотками. При нагружении валы крутящим моментом происходит изменение его магнитной проницаемости, вследствие чего сигнал с соответствующей измерительной обмотки изменяется, что позволяет регистрировать величину крутящего момента (21.

Недостатком такого преобразователя является низкая чувствительность вследствие того, что магнитные потоки замыкаются вдоль образующей упругого участка вала, т.е. по направлению,в котором преобладают касательные напряжения, практически не влияющие на магнитную проницаемость. Нормальные напряжения, влияющие на магнитную проницаемость, в этом направлении малы. Низкая чувствительность также является следствием того, что из двух измерительнйх обмоток преобразователя только одна реагирует на изменение нагрузки, а вторая является бал,ластной и используется только для

|компенсации начального сигнала.

Формула изобретения

3 83844

Цель изобретения — повышение чувствительности

Эта цель достигается тем, что в иагнитоупругом преобразователе крутя-.. щего момента сОдержащеи улругий валу систему возбуждения и измерительную систему с кольцевыми полюсами, снабженными двумя одинаковымя, распаложеяными соосно валу кольцевыми обмот" ками, на валу под измерительными аб- 1р мотками выполнена накатка с направлением впадин под углом 45 к аси вала, причем впадины под одной обмоткой ортогональны впадинам под другой обмоткой.

На фиг. 1 схематически.показан магнитоуиругий преобразователь крутящего момента с накатанным упругим участком вала, продольный разрез; на фиг. 2— сечение развертки упругого участка вала в направлении, ортогональном впадинам накатки.

Иагнитаупругий преобразователь крутящего мамента состоит из двух идентичных, расположенных рядом частей, каждая из которых состоит из обмотки

1 возбуждения и обмотки 2 измерения, .намотанньгх на общей катушке 3, установленной внутри П-образного кольцевага магнитопроводау который саста 3() ит из цилиндрического участка 4 и дисковых участков 5 с отверстиями для упругого участка вала 6, служащих коль цевыми пОлюсами

Под катушками 3 на упругом участке нала выполнена накатка под углом

45 между впадинами 7 и образующей цилиндра, причем впадины под одной катушкой ортогональны впадинам под дру" гой катушкой. Преобразователь смонтирован в корпусе 8.

Ориентирование преимущественной магнитной проницаемости вдоль направления одного из главных напряжений обеспечивается наличием недеформиро- 45 ванных участков 9 поверхности уПРугога участка вала, обладающих обычной для материала вала магнитной проницаемостью, между впадинамя 10 накатки. Впадины 10 окружены зонами 11 пластически дефариираваяяага материала обладающими пониженной магнитной праяицаеиастьв. Отношение ширины впадины 4 к шагу накатки и должно обеспечивать яиличие яедефарииравйяных 55 участков 9; аяа зависит От профиля впадин и ях глубины. Например, при равностараяяеи треугольном. профиле

8 4.

1впадин и глубине, равной 0,5 мм, достаточно отношение ф 0,3.

Глубина впадин накатки выполняется большей, чем эффективная глубина проникновения переменного магнитного поля.в материал упругого участка вала.

Преобразователь работает следующим образом.

При включении питания обмоток 1 воз» буждения в упругом участке вала 6 возникает продольное магнитное поле, но магнитные потоки из-за наличия накатки замыкаются по недеформированным участкам 9 поверхности вала, которые при наличии крутящего момента испытытвают напряжения сжатия и растяжения, причем под одной катушкой 3 они сжимаются, а под другой растягиваются. Тогда злектродвихущие силы, наводимые в измерительных обмотках 2, изменяются: в одной обмотке увеличиваются, а в другой уменьшаются. Обмотки 2 соединены встречно-последовательно так, что начальные сигналы вычитаются, а изменения сигналов от крутящего момента складываются.

Применение изобретения позволяет повысить чувствительность магнитоупругого преобразователя при сохранении независимости уровня сигнала от углового положения вала, что повышает точность измерений (особенно при малых нагрузках) .

Иагнитоупругий преобразователь крутящего момента, содержащий упругий вал, систему возбуждения и измерительную систему с кольцевыми полюсами снаб1 женными двумя одинаковыми, расположенными соосно валу кольцевыми обмотками, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности, на валу под измерительными обмотками выполнена накатка с направлением впадин пад углом 45а от вала, причем впадины под одной обмоткой ортогональны впадинам под другой обмоткой.

Источники информации, принятые ва внимание при экспертизе

l. Гинзбург В.Б. Иагнитоупругие датчики. M., "Энергия", 1970.

2. Авторское свидетельство СССР

И 432357., кл. G 01 L 3/10, 21.02.73 (ПРОТОТИП)е

838448

Составитель, В. Копанев акто С. Тимохина Техред Ж. Кастелевич Корректор С. Щомак

Ред р

Заказ 4412 61 Тираж 907 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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