Устройство для измерения крутящегомомента

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВ ЕТИЛЬСТВУ (ц838450 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 0509.79 . (21)2814768/18-10 с присоединением заявим М(23) Приоритет—

Опубликовано 1506.81. Бюллетень 89 22

Дата опубликования описания 1506.81 (5!)М. Кл.з

G 01 L 3/10

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 5З1. .781(088.8) ч

Н . Т . Минчен я, П.A. Удовидчик, С.Д. Лавровский, И.Н. Фельдман и B . .M . .Дубинский (72) Авторы изобретения (71) Заявители

Институт проблем надежности и долговечности машин

АН Белорусской CCP и Минский тракторный завод (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КРУТЯЩЕГО

МОМЕНТА

Изобретение относится и силоизмерительной технике и может быть использовано для измерения крутящего. момен та на вращающихся валах стационарных установок и транспортных средств.

Известен датчик крутящего момента, содержащий упругий элемент, выполненный в виде полого цилиндра со сквозными пазами по образующим, рассекающими тело цилиндра на ряд гщастин, и индуктивный датчик угла закручивания ,упругого элемента (1)..

Известное устройство имеет ограниченную область применения иэ-за необ- . ходимости установки его в разрыв вала 1з и не. обеспечивает требуемую точность измерения.

Наиболее близким bio технической сущности и достигаемому результату к. предложенному является устройство для измерения крутящего момента, содержащее упругий элемент в виде вала, коицентрнчный валу трубчатый элемент и индуктивные датчики, соединенные с измерительной схемой (2) .

Недостатком такого устройства является низкая точность измерения.

4ель изобретения — повышение точности измерения.

Указанная цель достигается тем, что в него введен дополнительный упругий элемент, выполненный в виде торообраэной оболочки, установленной коаксиально трубчатому элементу, а трубчатЫй элемент выполнен в виде двух жестко связанных с концами базового участка вала втулок с параллельными оси вала выступами, свободно размещенными в пазах друг друга, причем дополнительный упругий элемент поджат в осевом направлении к выполненным на концах выступов одной втулки фланцам при помощи концентричной валу гайки с шайбой, установленной на. концах выступов другой втулки, при этом датчики расположены циаметрадЬно противоположно около торообразной поверхности дополнительного упругого. элемента H соединены последовательно а также эа счет того, что торообразиая оболочка дополнительного упругого элемента выполнена из бериллневой бронзЫ с уменьшением толщины сечения оболочки к периФерии, а на наружной поверхности нанесен магнитоанизотропный. слой.

На Фиг 1 представлено устройство, общий вид; на фиг. 2 — кннематическая схема. г

838450

Устройство для измерения крутящего момента (фиг. 1) содержит упругий элемент в виде вала 1 и трубчатый элемент, выполненный в виде двух жестко связайных с концами базового участка вала раэреэных втулок 2 и 3 с параллельными оси вала выступами 4 и. 5, установленных на вал 1 так, что выступы 4

Ф ,втулки 2 входят зазором в пазы втулки 3, а выступы 5 втулки 3 входят с зазором в пазы втулки 2. Выступы вту- (p лки 2 имеют фланцы 6, а на выступах втулки 3 размещена шайба 7 и гайка 8.

Между фланцами 6 втулки 2 и шайбой 7 втулки 3 установлен дополнительный упругий элемент 9 в виде торообразной оболочки, связанной с последними соответственно шарнирами 10 и 11. Упругий элемент 9 охвачен двумя индуктивными датчиками 12 и 13, взаимодействующими с его наружной поверхностью. Датчики

12 и 13 соединены последовательно и подключены через электронный блок 14 к регистрирующему прибору 15. При установке устройства на вал 1 выступам втулок трубчатого элемента сообщается предварительная закрутка на угол И=5- 25

10 (фиг. 2) и осевой натяг для исключения зоны нечувствительности и получения линейной характеристики датчика.

Устройство работает следующим об- 3() разом.

При отсутствии крутящего момента на валу 1 производится балансировка измерительного моста электронного блока 14, регистрирующий прибор 15 настра35 ивается на нулевое положение. При нагружении вращающегося вала 1 крутящим моментом происходит относительное тангенциальное смещение плоскостей крепления к валу 1 втулок 2 и З,что 4О вызывает закрутку выступов втулок 2 и 3 и изменение угла (фиг.2) .При этом происходит осевое сжатие дополнительного упругого элемента 9 и увеличение его диаметра, пропорциональное

4 величине передаваемого валом 1 крутя- 45 щего момента. Изменение диаметра упругого элемента 9 измеряется индуктивными датчиками 12 и 13, соединенными последовательно,что исключает влияние биений вала 1 при вращении на реэуль- э() таты измерений.

Устройство позволяет измерять с высокой точностью знакопеременный крутящий момент на валах, вращающихся с высокими угловыми скоростями. Выпол- 55 неки торообраэной оболочки иэ бериллиевой бронзы с уменьшением толщины сечения к периферии и наличие тонкого ферромагнитного слоя на ее поверхности позволяет использовать устройство при высоких частотах изменения измеряемого крутящего момента, так как практически исключается как механический, так и магнитный гистерезис.

Иаличие на поверхности торообразной оболочки слоя с магнитоанизотропными свойствами позволяет повысить чувствительность устройства, так как происходит в процессе измерения не. только изменение линейного размера, пропорциональное изменению измеряемого крутящего момента, но и изменение магнитных свойств.магнитоанизотропного слоя. При этом сигнал индуктивного датчика определяется укаэанными воздействиями.

Формула изобретения

1. Устройство для измерения крутящего момента, содержащее упругий элемент в виде вала, концентричный валу трубчатый элемент и индуктивные датчики, соединенные с измерительной схемой, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью повышения точности измерения, в него введен дополнительный упругий элемент, выполненный в виде торообраэной оболочки, установленной коаксиально трубчатому элементу, а трубчатый элемент выполнен в виде двух жестко связанных с концами базового участка вала втулок с параллельными оси вала выступами, свободно размещенными в пазах друг друга, причем дополнительный упругий элемент поджат в осевом направлении к выполненным на концах выступов одной втулки фланцам при помощи концентричной валу гайки с шайбой, установленной на концах выступов другой втулки, при этом датчики расположены диаметрально противоположно около торообразной поверхности дополнительного упругого элемента и соединены последовательно.

2. Устройство по п. 1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что торообразная оболочка дополнительного упругого элемента выполнена из бериллиевой бронзы с уменьшением толщины сечения оболочки к периферии, а на наружной поверхности нанесен магнитоанизотропный слой .

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 298843, кл, G 01 Ь 3/04, 26.II.69.

2. Авторское свидетельство СССР

9 501308, кл.С 01 Ь 3/10, 06.II.74 (прототип).

838450 фиЕ Г

Составитель Г.Целибеев

Редактор долинич A. Техред Т.Иаточка Корректор M.Øàðîøè

Закаэ 4410/59 Тираж 907 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская иаб.,д. 4/5

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