ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ КРУТЯЩЕГО МОМЕНТА Российский патент 1997 года по МПК G01L3/14 

Изобретение относится к измерительным устройствам, предназначенным для измерения крутящего момента на вращающемся валу.

Известен преобразователь, состоящий из соосных валов, соединенных упругим элементом. На валах жестко закреплены зубчатые диски, а против них на корпусе неконтактные импульсные датчики. При вращении валов, передающих крутящий момент, импульсы, вырабатываемые неконтактными датчиками, поступают на показывающий прибор фазометр с блоком обработки данных, преобразующий угловую разность фаз в показания величины крутящего элемента [1]
Недостатком данного преобразователя является невозможность его градиуровки в статике, т.е. на невращающихся валах, что резко усложняет схему градуировки, требует изготовления специальной градуировочной установки с образцовым преобразователем крутящего момента.

Техническим результатом изобретения является обеспечение возможности градуировки преобразователя крутящего момента в статике для упрощения конструкции и повышения надежности.

Технический результат достигается тем, что в преобразователь крутящего момента, содержащий корпус, торсион с зубчатыми дисками и неконтактные датчики, расположенные вблизи зубчатых дисков, введено устройство для градуировки преобразователя крутящего момента в статике, содержащее направляющие для смещения одного из неконтактных датчиков по окружности, концентричной соответствующему зубчатому диску, или по касательной к этой окружности, микрометрическую головку для изменения указанного смещения и скобу для соединения смещаемого неконтактного датчика с зубчатым диском при градуировке.

На фиг. 1 изображен преобразователь крутящего элемента, общий вид; на фиг. 2 сечение А-А (фиг.1); на фиг. 3 сечение А-А для случая градуировки преобразователя.

Изобретение может быть осуществлено в виде преобразователя (фиг. 1) содержащего: корпус 1, на котором установлены неконтактные датчики 2 и 3, например, индукционного типа, торсион 4 с зубчатыми дисками 5 и 6. Неконтактный датчик 2 установлен на корпусе в гнезде 7 и зафиксирован направляющими 8 и 9. На корпусе 1 закреплена микрометрическая головка 10 с обеспечением возможности ее контакта с гнездом 7. С другой стороны эту пластину поднимает пружина 11 (фиг. 2) в случае градуировки преобразователя на зубчатом диске 5 закрепляется скоба 12 с винтом 13. Торсион 4 при помощи муфт соединяет ведущий 14 и ведомый 15 валы трансмиссии. Неконтактные датчики 2 и 3 расположены с небольшим зазором напротив зубчатых дисков 5 и 6, при этом датчик 2 имеет возможность смещения по направляющим 8 и 9 по касательной к окружности, концентричной зубчатому диску 5. Микрометрическая головка 10 обеспечивает возможность измерения этого смещения. В начальном положении ось датчика 2 и ось датчика 3 лежат в одной плоскости, проходящей через ось торсиона 4.

Измерение крутящего момента основано на измерении угла закручивания торсиона 4 фазоимпульсным методом.

Преобразователь работает следующим образом.

При передаче крутящего момента с вращающегося вала 14 на вал 15 торсионом 4 происходит скручивание последнего и появляется угловое смещение зубчатого диска 5 относительно зубчатого диска 6. Это смещение вызывает фазовый сдвиг в импульсах, идущих от неконтактных датчиков 2 и 3 на показывающий прибор, где они преобразовываются в показания с размеренностью единиц крутящего момента (H•M).

Перед вводом преобразователя в эксплуатацию производят его метрологическую аттестацию, включающую градуировку сравнение показаний преобразователя с образцовым крутящим моментом. Для обеспечения градуировки преобразователя в статике (т.е. при невращающемся торсионе 4) предусмотрена возможность смещения неконтактного датчика 2 из начального положения, пропорционально углу скручивания торсиона 4 и измерение этого смещения при помощи микрометрической головки 10.

Градуировка производится следующим образом. На зубчатом диске 5 (фиг. 3) закреплена скоба 12 с винтом 13, неконтактный датчик 2 находится в начальном положении. Винт 13 вращением приводится в контакт с этим датчиком, болты направляющей 8 ослаблены. Ведомый вал 15 трансмиссии затормаживается от проворачивания, а к ведущему валу 14 прикладывается образцовый крутящий момент, например, против часовой стрелки (со стороны вала 15).

На первом этапе градуировки диапазон градуировки от 0 до Мн (Мн - номинальный крутящий момент) разбирается на несколько (обычно 5 10) ступеней. На каждой ступени при градуировке находится зависимость, мм:
Δa_i= f(M_i), (1)
где M_i крутящий момент на i ступени градуировки (H•M);
Δa_i соответствующее смещение датчика 2.

На втором этапе градуировки вал 15 растормаживается с возможностью свободного вращения со стороны ведущего вала 14, при этом крутящий момент равен нулю. На номинальной частоте вращения производится последовательное смещение неконтактного датчика 2 на найденные ранее величины смещения Δa_i но в направлении обратному тому смещению, которое было на 1-м этапе градуировки. Эти смещения датчика 2 имитируют угловые смещения зубчатого диска 5 относительно диска 6 во время приложения образцового крутящего момента, вызывают фазовый сдвиг в импульсах, идущих от неконтактных датчиков на показывающий прибор, где они преобразуются в показания крутящего момента (H•M). Так на втором этапе градуировки получается зависимость:
M*i

С учетом зависимости (1) получается градуировочная характеристика преобразователя; H•M:
M*i

Сущность изобретения: преобразователь содержит корпус, торсион с зубчатыми дисками, неконтактными датчиками; устройство для градуировки преобразователя в статике содержит направляющие для смещения одного из неконтактных датчиков по окружности, концентричной соответствующему зубчатому диску, микрометрическую головку для измерения смещения и скобу, соединяющую этот датчик с зубчатым диском при градуировки. 3 ил.

Преобразователь крутящего момента, содержащий корпус, торсион с зубчатыми дисками и неконтактные датчики, расположенные вблизи зубчатых дисков, отличающийся тем, что в него введено устройство для градуировки преобразователя крутящего момента в статике, содержащее направляющие для смещения одного из неконтактных датчиков по окружности, концентричной соответствующему зубчатому диску, или по касательной к этой окружности, микрометрическую головку для измерения указанного смещения и скобу для соединения смещаемого неконтактного датчика с зубчатым диском при градуировке.