Устройство для измерения моментов трения скольжения и радиальных усилий в силовых цилиндрических шарнирах Советский патент 1984 года по МПК G01L1/04 

Изобретение относится к силоизмер тельной технике. По основному авт.св. № 838432 известно устройство для измерения моментов трения скольжения и радиальных усилий в силовых цилиндрических шарнирах,содержащее соосно расположе ные втулки,контактирующие с подвижным и неподвижным звеньями шарнира и скрепленные болтовым соединением с датчиками деформаций, причем втулки расположены аксиально и выполнены с коническими центрирующими торцами, а болтовое соединение выполнено в ви де шпильки с Гсйками и полусферическ ми шайба ш, расположенной внутри вту лок, и двух торсионных валиков, связанных одними концами с концами шпил ки, а другими концами через фигурные стаканы и подшипники качения - с кра ними втулками, при этом втулки в мес тах совместного центрирования связаны друг с другом соединительными цтонками, а средняя втулка снабжена фиксатором положения 13. Недостатком этого устройства явля ется то, что вследствие неточности изготовления шпоночных соединений шпильки со втулками и их относительного расположения в пределах допусков, одной шпонкой может передавать ся весь крутящий момент и тогда каса тельными напряжениями оказывается нагруженной и средняя часть шпильки, что приводит к погрешности измереНИИ радиальных нагрузок. Другим недостатком известного уст ройства является то, что вследствие внутреннего расположения конических торцов на крайних соосных втулках сила нормального давления N действует вблизи торца игольчатого псдшипника качения, резко сокращая срок ег службы. Целью изобретения является повыше ние точности и надежности измерения. Указанная цель достигается тем, что концы торсионных валиков связаны с концами шпильки через крайние втул ки, конические торцы которых выполне ны наружными. На чертеже схематически показа- но предлагаемое устройство. Устройсгво установлено в силовом цилиндрическом шарнире, включающем неподвижные звенья 1 и 2 и подвижное звено 3 с опорными втулками 4-6. Устройство содержит фигурные стаканы 7 и 8, состоящие из крышек 9 и 10 с квадратными пазами и гильз 11 и 12, скрепленных между собой болтами, торсионные валики 13 и 14, подшип ники качения 15 и 16, соосные втулки крайние 17 и 18 и среднюю 19, сопряженные между собой посредством конических торцов и шпонок 20. Крайние втулки 17 и 18 имеют наружные конические торцы, а средняя втулка 19 внутренние конические торцы. Втулки 17-19 скреплены расположенной внутри них шпилькой 21 с гайками 22 и сферическими шайбами 23. Шпилька 21 имеет в средней части шейку с устЬновленными на ней тензодатчиком 24 деформаций для измерения радиального усилия вд , действующего на шарнир. Крайние втулки 17 и 18 контактируют с опорными втулками 4 и 5 через гильзы 11 и 12 фигурных стаканов 7 и 8 и игольчатые подшипники качения 15 и 16. Средняя втулка 19 непосредственно контактирует с опорной втулкой 6 подвижного звена 3 шарнира. Втулка 19 связана с этим звеном с помощью фиксатора положения в виде полого резьбового пальца 25. Токовывод тензодатчика 24 осуществляется через этот палец. Торсионные валики 13 и 14 одними квадратными хвостовиками сопряжены с фигурными стаканами 7 и 8, а дфугимипосредством шлицевых пробок 26 и 27с втулками 17 и 18. Торсионные валики 13 и 14 также имеют шейки для установки датчиков 28 деформаций, с помощью которых измеряют величину моментов трения М р в шарнире между гильзами 11 и 12, являющимися наружными обоймами игольчатых подшипников 15 и 16, и опорными втулками (вкладышами М и 5. Токовывод датчиков 28 осуществляется через крышки 29 и 30. СЫилька 21 связана шпонкой 31 с крайней втулкой 17для предотвращения случайного ее проворота и среза токовнводов тензодатчиков 24. Устройство устанавливается, налример, в седельно-сцепном механизме тягача вместо рабочих пальцев, контактирующих с опорными втулками I вкладышами ) 4-6, Устройство работает следующим образом. Внешняя радиальная нагрузка йд, через подвижное звено 3 шарнира и среднюю втулку 19 передается коническими торцами на крайние втулки 17 и 18в виде нормального давления N, составляющие которого 5 и соответственно 5п растягивают шпильку 21 в пределах упругих деформаций. Величиha усилия So находится из выражения . «д .1 где Кр - коэффициент пропорциональноти, который для практических измеений целесообразно определять кспериментальным путем при тариовке устройства. Таким образом, величина нагрузки йд измеряется по величине осевой деормации шпильки 21 под действием силия 5п, например с помощью тензоатчиков 24. . Нагрузка 3д через опорные втулки уравновешивается опорными реакциями Кл/2 . За счет сил трения между гильзами 11(12) и опорными втулками (вкладыша ми / 4(5) шарнира появляется момент трения, определяемый выражением где наружный диаметр гильз 11 (12), равный диаметру рабочих пальце fg- коэффициент трения скольже ния между наружными обоймг1ми (гильзами) игольчатых подшипников и опор ными втулками (вкладышами) шарнира. Игольчатые подижпники введены для уменьшения влияния сил трения в опоре на точность измерения. При работе, например, рулевого устройства тягача или другой щашины подвижное звено 3 вращается и через неподвижно закрепленную в ней втулку 19, шпонки 20 и втулки 17 и 18, шлицевне пробки 26 и 27 и торсионные валики 13 и 14, поворачивает фигурные стаканы 7 и 8 с гильзами 11 и 12. Торсионные валики при этом нагружаются крутяшим моментом . Величину этого момента измерупот по деформации кручения торсионных валиков 13 и 14. Таким образом, предлагаемое устройство позволяет производить измерение ращиальных нагрузок по деформации растяжения итильки, без нагружения последней- крутящим моментом М,, что повышает точность измерения. Выполнение конических торцов на концевых втулках наружными обеспечивает перевод усилия нормального давления N. в середину подвгипника качения и способствует более, равномерному нагружению тел качения и повышению надежности измерения. Устройство позволяет определять . величину и характер усилий и моментов трения в цилиндрических шарнирах сцепных механизмов тягачей и других транспортных машин.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МОМЕНТОВ ТРЕНИЯ СКОЛЬЖЕНИЯ И РАДИАЛЬНЫХ УСИЛИЙ В СИЛОВЫХ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ШАРНИРАХ, по авт.СВ. 838432, о тличающееся тем, что, с цельюповышения точности и надежности измерения, в нем концы торсионных валиков связаны с концами шпильки через крайние втулки, конические торцы которых выполнены наружньвли.