МОМЕНТОМЕР ГРАВИТАЦИОННЫЙ Российский патент 2006 года по МПК G01L3/22 

Изобретение относится к приборостроительной промышленности и может быть использовано для измерения крутящего момента на валах, например, электродвигателей.

Известны моментомеры, основанные на статическом методе измерения, при котором крутящий момент на валу определяется при установившейся скорости вращения вала. Данные моментомеры имеют три основные разновидности: тормозные, приводные, трансмиссионные. Наиболее простыми и распространенными являются тормозные моментомеры, которые совмещают в себе тормозное устройство, нагружающее испытываемый двигатель тормозным моментом, и измерительный блок, необходимый для измерения этого момента. Применяются измерительные блоки различных типов: маятниковые, крутильные, рычажные, компенсационные (Потапов Л.А., Юферов Ф.М. Измерение вращающих моментов и скоростей вращения микроэлектродвигателей, М., Энергия, 1974).

Разрабатывается новый тип гравитационных моментомеров (а.с. СССР №1719938, опубл. 15.03.92, бюл. №10).

Однако у всех указанных моментомеров шкала симметрична относительно начала измерений, что при определенных условиях может являться недостатком и ограничивать диапазон измерений и область применения моментомеров.

Наиболее близкими к предлагаемому являются тормозные электромагнитные моментомеры, включающие немагнитный диск, электромагнитную систему и измерительный блок со шкалой, стрелкой, фланцем, кулачком и противовесом, соединенным с кулачком при помощи гибкой связи (а.с. СССР №1719938, опубл. 15.03.1992, бюл. №10)).

В указанном моментомере шкала также является симметричной, что ограничивает его возможности, так как на практике часто измеряются крутящие моменты разных типов электродвигателей, которые имеют разное направление вращения и разный диапазон изменения крутящих моментов.

Цель изобретения - увеличение диапазона измерений моментомера, расширение его возможностей.

Указанная цель достигается тем, что кулачок выполнен из двух ветвей архимедовой спирали, имеющих разные коэффициенты увеличения радиуса при увеличении угла его поворота.

r₁=l₀+k₁ϕ, r₂=l₀+k₂ϕ, l₀≥0, k₁=k₂,

где r₁ - уравнение одной ветви кулачка,

r₂ - уравнение другой ветви кулачка,

l₀ - кратчайшее расстояние от оси вращения кулачка до места крепления гибкой связи,

k₁ - коэффициент увеличения радиуса r при увеличении угла поворота,

k₂ - коэффициент увеличения радиуса r при увеличении угла поворота,

ϕ - угол поворота радиуса архимедовой спирали.

На фиг.1 изображен моментомер, вид спереди; на фиг.2 - характеристика моментомера.

На основании 1 неподвижно закреплены кронштейн 2 со шкалой 3, указательной стрелкой 4 и кулачком 5, состоящим из ветвей 6 и 7 архимедовой спирали с противовесом 8 на конце гибкой связи 9, другой конец которой закреплен на профильной поверхности кулачка 5.

Моментомер работает следующим образом.

При действии измеряемого крутящего момента на ось О против часовой стрелки кулачок 5 приходит во вращение, вследствие чего гибкая связь 9 наматывается на ветвь 6 кулачка 5 и создает противодействующий момент. При равенстве измеряемого и противодействующего моментов вращение прекратится и стрелка покажет на шкале значение приложенного крутящего момента.

Аналогичным образом моментомер работает и при действии крутящего момента по часовой стрелке. Однако в этом случае будет задействована ветвь 7 кулачка 5.

В заявленном техническом решении применение кулачка, состоящего из двух ветвей архимедовой спирали с разными коэффициентами увеличения радиуса при увеличении угла поворота, является новым признаком. Следовательно, указанный отличительный признак дает основание считать заявленное техническое решение соответствующим критерию "новизна".

Предлагаемое решение для специалиста явным образом не следует из уровня техники.

На основании вышеизложенного можно сделать вывод, что заявленное техническое решение соответствует условиям патентоспособности изобретения:

- является новым, так как не известно из уровня техники;

- имеет изобретательский уровень;

- промышленно применимо.

Изобретение относится к измерительным устройствам и может быть использовано для измерения крутящего момента. Устройство содержит противовес и кулачок, соединенный с противовесом посредством гибкой связи, закрепленной на периферии кулачка. Кулачок состоит из двух разных ветвей архимедовой спирали, имеющих различные коэффициенты увеличения радиуса спирали. Технический результат заключается в увеличении диапазона измерений крутящих моментов. 2 ил.

Моментомер гравитационный, содержащий противовес и кулачок, соединенный с противовесом посредством гибкой связи, закрепленной на периферии кулачка, состоящего из равных ветвей архимедовой спирали, отличающийся тем, что ветви архимедовой спирали имеют отличные друг от друга коэффициенты увеличения радиуса при увеличении угла его поворота:

r₁=l₀+k₁ϕ,

r₂=l₀+k₂ϕ,

l₀≥0, k₁=k₂, где

r₁ - уравнение одной части кулачка,

г₂ - уравнение другой части кулачка,

l₀ - кратчайшее расстояние от оси вращения кулачка до места крепления гибкой связи;

k₁ - коэффициент увеличения радиуса r₁ при увеличении угла его поворота,

k₂ - коэффициент увеличения радиуса r₂ при увеличении угла его поворота,

ϕ - угол поворота радиуса архимедовой спирали.