Датчик крутящего момента Советский патент 1984 года по МПК G05D17/00 G01L5/26 

1 Изобретение относится к измерительно преобразующим устройствам и может быть применено в системах автоматического управления металлорежущими станками. Известны датчики крутящего момен та, в которых специальная кольцевая пружина передает крутящий момент с вала электродвигателя на шкив клино ременной передачи СП. Жесткость пружины рассчитана на передачу момента холостого хода. Пр соприкосновении круга с изделием пр исходит увеличение крутящего момента на валу электродвигателя, что приводит к повороту шкива На некото рый угол относительно вала и к замыканию вмонтированного в шкив элек роконтактного датчика, выдающего сигнал на переключение быстрого под вода шлифовальной бабки на рабочую подачу. Однако известный датчик сложен по конструкции и недостаточно надеж в работе из-за наличия встроенного во вращающееся измерительное устрой ство электроконтактного преобразова теля .сигнала, требующего применения подвижного токоподводящего контакта с соответствующей токоизоляцией его от измерительного устройства. Кроме того, применение электроконтактного преобразователя сигнала не позволяе использовать указанные датчики в системах автоматического управления металлорежущими станками, Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является д чик крутящего момента, содержащий механическое. измерительное устройство, включающее жестко закрепленну на хвостовике шпинделя втулку и свободно сидящий на ней шкив, связанные между собой упругими элементами и встроенные в шкив два электрических преобразователя сигнала, передатчик, антенное устройство l2 Однако такой датчик крутящего момента характеризуется сложностью конструкции и недостаточной надежностью в работе из-за наличия встро енных во вращающееся измерительное устройство передатчика, антенного устройства, стабилизатора напряжения и электрических преобразователей сигнала, что вызывает необходимость применения подвижного токоподводящего контакта, тр1 буюиЛго соотпетотвуощеГг токоизотяции п вно03сящего существенные погрешности в выходной электрический сигнал. Кроме того,конструкция такого датчика не позволяет использовать гидравлические и пневматические преобразователи сигналов (дроссельные, струйные и др.). Целью изобретения является упрощение и повышение надежности датчика. Поставленная цель достигается тем, что датчик крутящего момента содержашлй жестко закрепленную на приводном валу втулку, на которой установлен шкив, связанный с ней .упругими чувствительными элементами, и исполнительный механизм с контактным элементом, снабжен толкателем, расположенным сорсно с валом и связанным с втулкой винтовой передачей и со шкивом - шпоночным соединением, а контактный элемент установлен соосно с валом с возможностью контакта с толкателем. На торце толкателя установлен на подшипнике качения подпятник, а на шкиве закреплена поворотная эксцентриковая втулка, связанная с упругими чувствительными элементами .На фиг. 1 показан датчик с электрическим преобразователем сигнала индуктивного типа, разрезj на фиг.2разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 вид Б на фиг. 1 , на фиг. 4 - датчик с гидравлическим преобразователем сигнала дроссельного типа. Датчик крутящего момента (фиг.1) состоит из втулки 1, насаженной на вал 2 приводного двигателя со шпонкой 3. Шкив 4 клиноременной передачи свободно, установлен на втулке с помощью подшипников качения 5. На торце шкива жестко закреплена направляющая втулка 6, в отверстии которой установлен толкатель 7, свободно перемещающийся вдоль оси втулки и ограниченный от углового поворота относительно втулки и шкива шпонкой 8. С одного конца толкатель имеет винтовое соединение с втулкой 1, с другого конца в толкатель встроен на подшипнике качения 9 подпятник 10. На цилиндрическую поверхность шкива надета поворотная эксцентриковая втулка 11с эксцeнтpичecки и поверхностями которой соприкасаются плунжеры 12 (фиг.2), входящие в отверстия р .шкип.-. Меж;1у лунжерами и РтулкоГг 1 вставлены

г ; ;

чувствительные элементы 13 (фиг. 2), через которые передается крутящий момент от вала двигателя к шкиву. Эксцентриковая втулка 11 фиксируется относительно шкива в требуемом положении с помощью винтов 14 (фиг. 3).

. Исполнительные механизмы 15 (фиг. 1) или 16 (фиг. 4) с контактными элементами 17 жестко закреплены вне вращающегося измерительного устройства и имеют связь с толкателем 7 через подпятник 10.

Датчик работает следующим образом

Предварительно настраивают измерительное устройство на передачу требуемого крутящего момента с помощью эксцентриковой втулки 11. При передаче крутящего момента от вала приводного двигателя к шкиву происходит деформация чувствительных элементов 13, что приводит к относительному угловому перемещению втулки 1

084034

и шкива 4, преобразуемому с помощью резьбового соединения втулки 1 с толкателем 7 в осевое перемещение последнего . Толкатель воздействует че5 рез подпятник 10 на исполнительный механизм 15 или 16, вырабатывающий требуемый выходной сигнал.

Предлагаемый датчик крутящего o момента обладает более простой конструкцией и повышенной надежностью работы благодаря установке преобразователя сигнала вне вращающегося измерительного устройства и исключеts нию подвижного токоподводящего контакта, передатчика, антенного устройства и стабилизатора напряжения. Применение датчика в системах автоматического управления металло20 режущими станками существенно упрощает конструкцию систем, снижает стоимость их изготовления и повьппает надежность из работы.

1. ДАТЧИК КРУТЯЩЕГО МОМЕНТА, содержащий жестко закрепленную на приводном валу втулку, на которой установлен шкив, связанньй с ней упругими чувствительными элементами. и исполнительньй механизм с контактным элементом, отличают и йс я тем, что, с целью упрощения и повышения надежности датчика, он снабжен толкателем, расположенным соосно с валом и связанным с втулкой винтовой передачей и со шкивом шпоночным соединением, а контактный элемент установлен соосно с валом с возможностью контакта с толкателем. 2.Датчик по п. 1, отличающийся тем, что на торце толкателя установлен на подшипнике качения подпятник. 3.Датчик по п. 1, отличаюV щийся тем, что, с целью упрощения настройки датчика, он снабжен закрепленной на шкиве поворотной эксцентриковой втулкой, связанной с упругими чувствительными элементами.