МОМЕНТОМЕР Г.Л.НИКУЛИНА Российский патент 1994 года по МПК G01L3/10 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в различных областях народного хозяйства.

Известно устройство для измерения крутящего момента, выбранное в качестве прототипа, содержащее установленные соосно на ведущем и ведомом валах две полумуфты, соединенные упругим чувствительным элементом, и измеритель крутящего момента.

Недостатком устройства является его сложность и недостаточная точность измерения.

Технический результат, направленный на упрощение устройства и повышение точности достигается за счет того, что в моментомер, содержащий муфту, состоящую из размещенных на соосно установленных ведущем и ведомом валах полумуфт, соединенных упругим элементом, и измеритель крутящего момента, введены зубчатое зацепление, состоящее из двух элементов, два электромашинных преобразователя угла и опоры качения, при этом полумуфты кинематически связаны зубчатым зацеплением, один элемент которого жестко закреплен на одной полумуфте, а другой расположен на оси электромашинного преобразователя угла, жестко закрепленного на торце другой полумуфты, торцы каждой полумуфты установлены с возможностью взаимодействия с опорой качения, а измеритель крутящего момента выполнен в виде второго электромашинного преобразователя угла.

На фиг. 1 показан общий вид моментомера; на фиг. 2 - измеритель крутящего момента, электрически связанный с электромашинным преобразователем угла 9.

Моментомер содержит упругую муфту, состоящую из полумуфт 1 и 2, кинематически связанных упругими элементами 3. В данном случае для наглядности использованы в качестве упругих элементов пружины растяжения, хотя пружины кручения предпочтительнее, так как позволяют увеличить пределы упругих деформаций. Пружины 3 связаны с регулируемыми 4 и нерегулируемыми 5 упорами. Регулируемые упоры 4 позволяют изменять усилия затяжки пружин и фиксировать достигнутое значение усилия с помощью контргайки 6. Полумуфта 1 жестко насажена на ведущий вал 7, полумуфта 2 - на ведомый вал 8.

На торце полумуфты 1 расположен электромашинный преобразователь угла 9, на оси которого жестко закреплена шестерня 10, входящая в зацепление с зубчатым венцом, выполненным на полумуфте 2. Полумуфты для создания осевой жесткости снабжены цилиндрическими направляющими. При закручивании полумуфт относительно друг друга будет изменяться сила упругости пружин, что приведет к изменению сил трения на опорных поверхностях и искажению линейной зависимости силы упругости пружины от ее деформации. А это приведет к неравномерной тарировке шкалы 11 измерителя 12 крутящего момента. Во избежание этого полумуфты снабжены опорами качения 13.

В качестве измерителя крутящего момента использован электромашинный преобразователь угла, который представляет собой вращающийся трансформатор и в зависимости от конструктивного исполнения это может быть собственно вращающийся трансформатор, индуктосин, редуктосин и сельсин. В зависимости от этого погрешность функционирования в диапазоне угла поворота 360^о составляет от нескольких минут до нескольких секунд.

Электромашинные преобразователи угла работают в паре: один как датчик, другой как приемник. Приемник, на оси которого установлена стрелка, жестко связанный со шкалой может быть показывающим прибором.

Оба преобразователя электрически могут соединяться контактным или бесконтактным путем. Тарировка шкалы в единицах крутящего момента будет находиться в линейной зависимости от угла закручивания муфты, а при расчете погрешностей показаний следует учитывать передаточное отношение зубчатого зацепления. Для тарировки достаточно иметь медный рычаг и набор грузов с заданными массами.

Моментомер работает следующим образом.

При вращении ведущего вала 7 посредством упругой муфты приводится во вращение вал 8. При отсутствии нагрузки полумуфты 1 и 2 будут вращаться с одной частотой вращения, вследствие чего ротор электромашинного датчика угла 9 будет находиться в покое, а стрелка на электромашинном преобразователе угла 12 будет находиться на нулевой отметке шкалы 11. При возникновении крутящего момента на ведомом валу 8 полумуфта 1 начнет проскальзывать относительно полумуфты 2 и это будет продолжаться до уравновешивания действующего момента силами упругости упругих элементов 3. При этом проскальзывании произойдет поворот оси ротора электромашинного датчика угла 9, что обусловлено наличием жесткой кинематической связи (зубчатым зацеплением). Указанное перемещение произойдет благодаря электрической связи с ротором электромашинного преобразователя угла 12, стрелка которого зафиксирует величину перемещения на шкале 11. А так как величина упругой деформации находится в линейной зависимости от деформирующей силы, то на шкале будет зафиксирована величина этой силы, т. е. величина крутящего момента на ведомом валу 8. (56) Авторское свидетельство СССР N 1303855, кл. G 01 L 3/00, 1987.

Сущность изобретения: устройство содержит две полумуфты, соединенные упругими элементами и установленные на соосных ведущем и ведомом валах. Полумуфты кинематически связаны зубчатым зацеплением, один элемент которого жестко связан с одной полумуфтой, а другой расположен на оси электромашинного преобразователя угла, жестко закрепленного на торце другой полумуфты. Измеритель крутящего момента выполнен в виде второго электромашинного преобразователя угла. 2 ил.

МОМЕНТОМЕР Г. Л. НИКУЛИНА, содержащий муфту, состоящую из размещенных на соосно установленных ведущем и ведомом валах полумуфт, соединенных упругими элементами, и измеритель крутящего момента, отличающийся тем, что в него введены зубчатое зацепление, состоящее из двух элементов, два электромашинных преобразователя угля и опоры качения, при этом полумуфту кинематически связаны зубчатым зацеплением, один элемент которого жестко закреплен на одной полумуфте, а другой расположен на оси электромашинного преобразователя угла, жестко закрепленного на торце другой полумуфты, торцы каждой полумуфты установлены с возможностью взаимодействия с опорой качения, а измеритель крутящего момента выполнен в виде второго электромашинного преобразователя угла.