Устройство для измерения крутящего момента на вращающемся валу

 

00 ИСАНИЕ

И306РЕТЕ Н ИЯ ,К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советсиик

Социалистичесиик

Республик

Опубликовано 23.08.82. Бюллетень Ют 31

Дата опубликования описания 23.08.82 (51) М. Кл.

G 01 3/10

РкудврсткнныВ кемнтет

СССР аю делам нэабретеннй н открытнй (53) УЙК 531 ° 781 (088.8) В.ф. Дудко. А. А. Кибирев, В. И. Халимон и И. А. Жуков г (72) Авторы изобретения

Краматорский индустриальный институт; (71) Заявитель (54) YCTPOACTBO ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КРУТЯЩЕГО МОМЕНТА

НА ВРАЩАЮЩЕМСЯ ВАЛУ

Изобретение относится к силоиэмерительной технике и может быть использовано для измерения крутящего момента на вращающемся валу.

Известно устройство,для измерения крутящего момента на вращающемся валу, содержащее тензорезисторный преобразователь деформации вала, связанный с генератором импульсов, установленным на валу, индуктивный ком- 1о мутатор для питания моста, емкостный коммутатор для передачи сигнала генератора и измерительную схему (1) .

Однако известное устройство не обеспечивает требуемой надежности.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является устройство для измерения крутящего момента на вращающемся валу, содержащее измеритель деформации вала и источник питания измерителя,закрепленные на валу, и бесконтактный токосъемник f2) .

Недостатком такого устройства является низкая надежность.

Цель изобретения — повышение:.надежности.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве источник питания выполнен в виде генератора, состоящего из якоря в виде постоянного магнита и статора, закрепленного на валу, и приводного элемента якоря

Приводной элемент выполнен в виде турбины, связанной с осью якоря, установленного с возможностью вращения, причем ось вращения турбины перпендикулярна оси вала.

Приводной элемент выполнен в виде неподвижных сопел, расположенных по периметру вала в плоскости, перпендикулярной к оси вала.

Якорь закреплен на упругой пластине, связанной с валом, плоскость которой перпендикулярна к плоскости расположения сопл.

Устройство работает следующим образом.

3 9534

На оси якоря, установленного с воэможностью вращения, размещена крыльчатка, расположенная в плоскости сопл °

На фиг. 1 приведена блок-схема 5 предлагаемого устройства; на фиг. 2генератор с якорем, закрепленным на упругой пластине; на фиг.3- то же, с крыльчаткой, размещенной на оси якоря; на фиг. 4 - то же,с турбиной, о связанной с осью якоря.

Устройство для измерения крутящего момента на вращающейся валу (фиг. 1) содержит измеритель деформации вала, выполненный в виде тензодатчиков 1 и )s последовательно соединенных тензометрического усилителя 2, управляемого генератора 3 и выходного усилителя

4, передающую часть 5 бесконтактного токосъемника> источника питания измерителя в виде автономного генератора 6 ЭДС (фиг. 1-4),расположенного непосредственно на вращающемся валу и выпрямитель со стабилизатором 7. На неподвижной части устройства расположена приемная часть 8 бесконтактного токосъемника, предварительный усилитель 9, частотомер 10 и регистрирующий прибор 11.

Генератор состоит из якоря в виде постоянного магнита 12 (фиг. 2), закрепленного на упругой пластине

l3, связанной с валом посредством основания 14, установленного в съемНоМ гибком бандаже 15, и связанного 35 с основанием 14 статора 16. Приводной элемент якоря генератора выполнен B виде неподвижных сопл 17, запитанных сжатым воздухом с помощью гибких шлангов 18.Сопла расположе- 4о ны по периметру вала в плоскости, перпендикулярной оси вала, на звеньях кронштейна 19, соединенных между собой болтовым или другим разъемным соединением. Якорь генератора 6 45 может быть также установлен с возможностью вращения (фиг.3) с размещением на его оси крыльчатки 20, оасположенной в плоскости сопл.

При больших частотах вращения вала приводной элемент якоря генератора выполняется в виде турбины 21 (фиг. 4), связанной с осью якоря, установленного с возможностью вращения, причем ось вращения турбины перпендикулярна оси вала.

При закручивании внешним моментом поверхностные слои вала подвергаются деформации растяжения и сжатия. Эту деформацию воспринимают соединенные в мостовую или полумостовую схему тензодатчики 1. Выходное напряжение мостовой схемы усиливается тензометрическим усилителем 2 постоянного тока, соединенным со входом управляемого генератора 3, частота импульсов которого заменяется пропорционально крутящему моменту, выходной усилитель 4 повышает мощность импульсов перед подачей их в передающую обмотку 5 бесконтактного токосъемника. Измерительная аппаратура, расположенная на валу, получает питание от генератора б. Якорь генератора в виде постоянного магнита 12, закрепленного на валу с помощью упругой пластины 13 и гибкого бандажа 15, под действием сжатого воздуха, подаваемого из сопла 17 колеблется относительно статора 16. Вследствие этого в статоре наводится ЭДС и ток, который выпрямляется выпрямителем и через стабилизатор 7 подается для питания всей измерительной схемы, расположенной на вращающемся валу.

Сопла 17 соединенные гибкими шлан1 гами 18 с системой сжатого воздуха, закрепляются около вала с помощью звеньев сборного кронштейна 19, конструкция которого позволяет располагать сопла около валов разного диаметра. Количество сопел К определяется числом оборотов вала и необходимой частотой импульсов тока, получаемого от генератора, т.е.

К = f/п, где f - частота импульсов тока генератора;

n - частота вращения вала.

Например, при частоте вращения вала и =1Ос и частоте така Г=50Гц число сопел равно 5.

В случае использования крыльчатки якорь генератора вращается в статоре также под воздействием сжатого воздуха, истекающего из сопел, а в случае использования турбины якорь вращается под действием воздуха за счет вращения вала устройства.

Использование установленного на валу автономного генератора для пита953475 ния измерителя деформации вала позволяет повысить надежность устройства.

Формула изобретения

1. Устройство для измерения крутящего момента на вращающемся валу, содержащее измеритель деформации вала и источник питания измерителя. закрепленные на валу, и бесконтактный токосъемник, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что с целью повышения надежности, в нем источник питания выполнен в виде генератора, состоящего из якоря в виде постоянного магнита и статора, закрепленного на валу, и приводного элемента якоря.

2. Устройство по и. 1. о т л ич а ю щ е е с я тем, что приводной элемент выполнен в виде турбины,связанной с осью якоря, установленного с возможностью вращения, причем ось вращения турбины перпендикулярна к оси вала.

3. Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что приводной элемент выполнен в виде неподвижных сопл, расположенных по периметру вала в плоскости, перпендикулярной к ,оси вала.

4. Устройство по п.3 о т л н ч а ю щ е е с я тем, что якорь закво реплен на упругой пластине, связан- ной с валом, плоскость которбй пер-. пендикулярна к плоскости расположения сопел.

5. Устройство по и. 3, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что на оси якоря, установленного с возможностью вращения, размещена крыльчатка, расположенная в плоскости сопл.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент ФРГ М 2148493, кл. G 01 1 3/10, 02. 12.76.

2. Авторское свидетельство СССР

N 479970, кл. G 01 1. 3/12, 10.03,71 (прототип).

Фиг. 1

953475

Составитель Г. Целибеев

Техред А. Бабинец Корректор Ю. Макаренко

Редактор С. Патрушева

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

Заказ 6264/68 Тираж 887 Подписное

8НИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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