ТОРМОЗ-МОМЕНТОМЕР Российский патент 2009 года по МПК G01L3/16 

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для нагружения микродвигателей, микропроводов и иных аналогичных узлов пассивным моментом, величина которого измеряется и может быть изменена в известных пределах. Возможно использование его в процессе испытаний приводов промышленных роботов.

Такие тормоза-момонтомеры, а также близкие по назначению устройства тормозного, приводного и трансмиссионного типов описаны в [1], [2], [3].

Для испытания тихоходных машин и механизмов применяются фрикционные тормоза-моментомеры. Однако их крупным недостатком является органическая склонность к возникновению колебаний (скачков). Они возникают вследствие разницы между силой трения покоя и силой трения скольжения. Не существует фрикционных пар, у которых коэффициент трения покоя равен коэффициенту трения движения и не зависит от скорости.

Из всех известных аналогов наиболее близким к заявленному по своей совокупности существенных признаков является [4].

Датчик-моментомер приводного типа содержит волновой двигатель с катящимся по барабану гибким полым ротором. Датчик отличается тем, что с целью разъединения механической связи статор-ротор, ротор снабжен внутренним гибким зубцовым венцом, сцепленным с зубцовым венцом барабана. Сцепление происходит при наличие управляющего сигнала статора.

Недостатком прототипа являются:

1. Устройство моделирует лишь активное нагружение и не моделирует пассивный момент.

2. Поскольку оно является приводным, то заданное в соответствии с диапазоном значение момента развивается лишь при определенной скорости, т.е. вообще имеется зависимость момента от скорости, определяемая механической характеристикой двигателя.

3. Устройство сложно по конструкции, дорого в изготовлении вследствие своей нетехнологичности.

Изобретение направлено на упрощение конструкции, повышение надежности измерения.

Это достигается тем, что входной вал соединен с гибким полым цилиндром, при этом в самом цилиндре установлены ролики с устройством их взаимного перемещения.

Сущность изобретения иллюстрируется чертежом, где на фиг.1 показана кинематическая схема моментомера, на фиг.2 изображен вид сбоку при холостом ходе, на фиг.3 - при начале торможения, не фиг.4 - при максимальном тормозном моменте, на фиг.5 - показано изометрическое изображение кинематики моментомера, его общий вид.

Моментомер включает в себя входной вал 1, вращающийся в подшипнике 2, к валу прикреплено дно 3 гибкого цилиндра, стенки 4 которого контактируют с роликами 5, которые имеют оси 6, вращающиеся в подшипниках 7. Подшипники 7 соединены с поводками 8, которые, в свою очередь, скреплены гайками 9, входящими в контакт с ходовым винтом, имеющим участок 10 с, например, правым направлением резьбы и участок 11 с противоположным, левым направлением резьбы. Винт вращается в подшипниках 12 с помощью рукоятки 13, к гайкам присоединены указатели 14, перемещающиеся относительно шкалы 15, имеющей деления. Имеются направляющие 16 и основание 17.

Тормоз-моментомер работает следующим образом. Исследуемый объект, подлежащий нагружению, присоединяется к валу 1. Вал, вращаясь в подшипнике 2, увлекает за собой гибкий цилиндр с дном 3 и стенками 4.

Ролики 5 с помощью ходового винта могут перемещаться в направляющих 16. Если расстояние между центрами роликов минимально (см. фиг.2), то ролики даже не вступают в контакт с внутренней стороной стенок 4. Момент сопротивления определяется только сопротивлением трения в подшипнике 2 - холостой ход. При дальнейшем раздвижении роликов (см. фиг.3), ролики вступают в контакт с внутренней стенкой цилиндра 4, деформируя ее. Степень деформации зависит от расстояния между роликами. В свою очередь, на деформацию стенок цилиндра затрачивается определенная работа сил внутреннего трения в облачке 4. В результате возникает пассивный момент сопротивления, который передается на днище 3 и, в конечном итоге, на вал 1 и на испытуемый объект. Максимальной деформации (см. фиг.4) соответствует максимальный момент. Величина момента, зависящая от положения роликов, фиксируется указателем 14 по шкале 15. Может производиться предварительная тарировка моментомера.

Технико-экономическими преимуществами данного тормоза-моментомера являются:

1. Дешевизна конструкции, цилиндр 4 может быть выполнен из гибких пластических масс или дешевого металла.

2. Простота конструкции, единственным механическим узлом является устройство раздвижения роликов.

3. Независимость момента от скорости, что особенно ценно при испытаниях тихоходных приводов промышленных роботов. Это повышает достоверность и точность при измерении момента, класс точности достигает 4. При этом за счет упрощения конструкции достигается высокая надежность.

Источники информации

1. Потапов А.А., Юферов Ф.М. - Изменение вращательных моментов и скоростей вращения микроэлектродвигателей / М.: Энергия, 1974 г., 128 с., ил.

2. Испытание электрических микромашин: Учеб. пособие/Астахов Н.В. и др. - 2-е изд., перераб. и доп./ М.: Высшая школа, 1984 г., 272 с., ил.

3. Микроэлектродвигателя для систем автоматики (технический справочник). Под ред. Э.А.Лодочникова, Ф.М.Юферова/ М.: Энергия, 1969 г., 272 с., ил.

4. А.с. СССР SU 390385 А, 23.11.1973.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для нагружения различных двигателей и приводов. Устройство содержит входной вал, соединенный с гибким полым цилиндром, в самом цилиндре установлены ролики с устройством их взаимного перемещения. При этом ролики снабжены осями, вращающимися в подшипниках, скрепленными через поводки с гайками, которые установлены с возможностью контакта с ходовым винтом, вращаемым рукояткой и перемещающим гайки. Гайки снабжены указателями, имеющими возможность перемещаться относительно шкалы с делениями. Технический результат заключается в упрощении конструкции, повышении надежности измерений. 5 ил.

Тормоз-моментомер, содержащий входной вал, гибкий полый цилиндр, ролики, отличающийся тем, что входной вал соединен с гибким полым цилиндром, при этом в самом цилиндре установлены ролики с устройством их взаимного перемещения, ролики снабжены осями, вращающимися в подшипниках, скрепленными через поводки с гайками, которые установлены с возможностью контакта с ходовым винтом, вращаемым рукояткой и перемещающим гайки, причем гайки снабжены указателями, имеющими возможность перемещаться относительно шкалы с делениями.