Устройство для измерения момента трения Советский патент 1983 года по МПК G01L3/10 F04B51/00 

Изобретение относится к испытани ям машин, насосов и насосных устано вок, а также к способам для измерения моментов с электрическими индикаторными средствами. Известно устройство для измерения крутящего момента, содержащее упругий элемент, выполненный в виде стакана с наклеенными на его наружную боковую поверхность тензорезисторами, образующими группы, соедине ные по мостовой схеме l . Однако в известном устройстве отсутствуют элементы, компенсирующие силы сжатия, снижающие точность измерения. Целью устройства является повыше ние точности измерения сил трения в торцовом распределителе. Указанная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем упругий элемент, выполненный в виде стакана с наклеенными на его нар жную боковую поверхность тензорезисторами, образующими группы, соединенные по мостовой схеме, стакан снабжен фланцами с цилиндрическими расточками, в которых установлены уплотненные по концам трубки, причем цилиндрические расточки выходят на один из фланцев стакана непосредственно, а на другой - через сер повидные окна, выполненные на тор: це фланца.. На фиг. 1 изображено устройство применительно к аксиально-поршневой гидромашине с торцовым распределителем, продольный разрез; на фиг. 2 сечение А-А на фиг. 1.. К корпусу 1 гидромашины вместо ;крышки прикреплен корпус 2 устройст ва для измерения, моментов или сил трения с крышкой 3, в выступе котор укреплен подшипник 4 вала 5 гидромашины. Соосно валу 5 к крышке 3 прикреплен один из торцовых фланцев тонкостенного стакана 6, на отдельных участках цилиндрической поверхности которого под углом 45° ее образующей наклеены группы теиЗорезисторов 7, соединенных в измерительные мосты. Сигнал от каждого моста пропорционален сдвиговым напр жениям в стенке стакана на участке наклейки группы образующих данный мост тензорезисторов. Мосты через коммутационную плату Соединены с усилительной и регистрирующей аппаратурой. В обоих торцовых фланцах стакана выполнено по четыре попарно соосных цилиндрических расточки, оси которы параллельны оси гидромашины. В эти расточки входят концы четырех трубок 8, уплотненные резиновыми кольцами 9. Через ;рве из этих трубок осуществляется отвод рабочей жидкое ти высокого давления, а через две других - подвод ее под давлением всасывания. Цилиндрические расточки правого фланца стакана 6 сообщаются с серповидными каналами 10 этого стакана, выходящими к таким же по форме и размерам окнам распределительного диска 11, на который опирается золотник 12 ротора 13с плунжерами 14 гидромашины. Расточки левого фланца стакана 6 сообщаются с каналами коллектора 15, прикрепленного снаружи к крьшке 3 и сообщающегося в свою очередь через два патрубка 16 высокого и низкого давления с силовым контуром испытательного стенда. При работе гидромашины На ее ротор со стороны рабочей жидкости воздействует значительная осевая сила. Основная часть этой осевой силы воспринимается гидростатическим давлением рабочей жидкости на днища цилиндрических расточек правого фланца стакана 6 и не передается на его стенку. Для максимальной разгрузки стакана от осевой силы ротора суммарная площадь поперечных сечений каждой пары находящихся под одинаковым давлением расточек правого фланца выбрана примерно равной, суммарной площади поперечных сечений плунжеров 14, находящихся под тем же давлением. Полного равенства указанных площадей расточек и плунжеров добиться нельзя из-за нечетного количества плунжеров ротора 13, что приводит к колебаниям на единицу количества плунжеров с одинаковым давлением во время работы машины. Кроме того, для полного выполнения условий гидростатической разгрузки стакана 6 трубки 8 расположены таким образом, что суммарный центр тяжести площадей поперечных сечений каждой пары находящихся под одинаковым давлением расточек правого фланца стакана 6 и суммарный центр тяжести площадей поперечных сечений находящихся под тем же давлением плунжеров расположены на С5ДНОЙ и той же прямой, параллельной оси гидромашины. Остаток осевой силы ротора, возникающий вследствие неполной гидростатической разгрузки стакана, приводит к возникновению в его стенке напряжений стакана, а замеряемые силы трения целиком передаются на стенку стакана и вызывают в ней напряжения сдвига. Трубки 8 благодаря узости опорных поясков на своих концах не препятствуют микроперемещениям правого фланца стакана от действия сил трения, но одновременно осуществляют отвод и подвод рабочей жидкости к ротору.

СигНсШ, получаемый от соединенных в мостовую схему тензорезисторов, оказывается пропорционален сдвиговым напряжениям в стенке стакана и, следовательно, силам трения в распределителе, а напряжения сжатия от оставшейся части осевой силы ротора электрически компенсируются за счет соединения одинаково сжатых резисторов в разные плечи моста.

Ввиду того, что одна сторона распределителя находится в зоне нагнетания, а другая - в зоне всасывания, а также ввиду возможных перекосов оси ротора 13.распределение сил трения по окружности диска 11 весьма неравномерно. Знание характера этого распределения необходимо для совершенствования конструкции распределителя и повышения КПД гидромашины

С этой целью текзорезисторы сгруппированы по четыре на отдельных, равномерно расположенных по окружности стакана участках, образуя на каждом из них измерительный мост. Соотношение сигналов от этих мостов позволяет определить характер распределения сил трения по окружности распределительного диска, так как сигналы от мостов, расположенных

вблизи зоны повышенного трения, больше сигналов от мостов, расположенных вдали от этой зоны.

Выполнение в стакане цилиндричес- ких расточек позволяет разгрузить его от осевых сил, повышая тем самым точность измерения сил трения в торцовом распределителе гидромашины.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МОМЕНТА ТРЕНИЯ, содержащее упругий kWoS f 1 ш,.:,:::,, % , Ц-б li 1111 элемент, выполненный в виде стакана с наклеенными на его наружную поверхность тензорез-исторами, образующими группы, соединенные по мостовой схеме, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения сил трения в торцовом распределителе, стакан снабжен фланцами с цилиндрическими расточками, в которых установлены уплотненные по концам трубки, причем цилиндрические расточки выходят на один из фланцев стакана непосредственно, а на другой - через серповидные окна, выполненные на торце. фланца. СП Р S 00 о Фиг.1

Фш.2