Измеритель крутящего момента Советский патент 1985 года по МПК G01L3/14 

Изобретение относится к силоизмеритепьной технике и может быть испол зовано для измерения крутящего момен та на вращающихся валах, например на валу редуктора газотурбинного двигателя. Известен измеритель крутящего момента, содержащий ведущий и ведомый элементы, связанные механизмом преобразования в осевое усилие lj . Однако известный измеритель не обеспечивает требуемой точности измерения Dj. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является измеритель крутящего момента, содержащий ведущий и ведомый фланцы, приводной элемент, связанный с ведущим фланцем, механизм преобразования момента в осевое усилие, выполненный в виде промежуточного фланца и шариков, раз мещенных во впадинах основных косых зубьев, вьшолненных на одном торце ведущего фланца,и во впадинах прямых :, зубьев, выполненных на торце ведомог фланца, и преобразователь осевого усилия в выходной силнал, торцы кото рого связаны с промежуточным и ведомым фланцами через упорные подшипники 2. Недостатком данного измерителя является низшая точность измерения из-за влияния осевого усилия приводного элемента. Цель изобретения - повьшение точности измерения. Указанная цель-достигается тем, что в измерителе крутящего момента, содержащем ведущий и ведомый фланцы, приводной элемент, связанный с ведущим фланцем, механизм преобразования момента в осевое усилие, выполне ный в виде промежуточного фланца и шариков, размещенных во впадинах ос новных косых зубьев, выполненных на одном торце ведущего фланца, и во впадинах прямых зубьев,вьшолненных на торце ведомого фланца, и преобразователь осевого усилия в выходной сигнал, торцы которого связаны с про межуточным и ведомым фланцами через упорные подшипники, второй торец ведущего фланца и торец ведомого фланц снабжены соответственно дополнительными и основными косыми зубьями, свя занными посредством размещенных между ними дополнительных шариков, а промежуточный фланец снабжен косыми и прямыми торцовыми зубьями, которые связаны с шариками, размещенными во впадинах соответственно основных косых зубьев ведущего фланца и во впадинах прямых зубьев ведомого фланца, причем приводной элемент связан с ведущим фланцем с возможностью осевого перемещения. На фиг.1 изображен предлагаемый измеритель, продольный разрез; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1; на фиг.З - сечение Б-Б на фиг.1. Измеритель крутящего момента (фиг.1-3) содержит ведущий фланец 1, связанный через приводной элемент 2 с валом 3 испытуемого объекта, например с валом свободной турбины, передней опорой которого является радиально-упорный подшипник 4, причем приводной элемент 2 связан с ведущим фланцем 1 с возможностью осевого перемещения, например с помощью шлицев. На одном торце ведущего фланца 1 выполнены основные косые зубья, а на втором торце - дополнительные косые зубья, имеющие рабочие плоскости, расположенные к оси фланца под углом С.(фиг.2) и контактирующие с двумя рядами соответственно основных и дополнительнь1х шариков 5. С другой стороны шарики 5 контактируют с рабочими плоскостями косых торцовых зубьев промежуточного 6 и ведомого 7 фланцев механизма преобразования момента в осевое усилие. На меньшем диаметре промежуточного и ведомого фланцев выполнены прямые торцовые зубья (фиг.З), имеюпще рабочие поверхности, параллельные оси фланцев. С этими поверхностями контактирует ряд шариков 8. Для улучшения технологичности изготовления фланцев 6 и 7 с двумя рядами торцовьк зубьев каждый из них выполнен в виде двух деталей, соединенных призонными болтами 9. Этими боп-тами к ведомому фланцу 7 крепится втулка 10 радиального подшипника 11, затянутого с помощью гайки 12. Болты 9 крепят к промежуточному фланцу 6 втулку 13 упорного подшипника 14. На втулке 10 с помощью регулировочного кольца 15 установлен упорный подшипник 16. Подшипник 14 установлен с упором в глухие торцы наружных поршней (золотников) 17, а подшипник 16- через корпус -18 внутренних поршней 3 . 1 (золотников) 19 преобразователя осевого усилия в выходной сигнал (давление) . Наружные золотники 17 размещаются в цилиндрических гнездах, рас положенных по окружности кольцевого корпуса 20 измерителя, Внутренние полости, образованные наружными 17 и внутренними 19 золотниками, соединены между собой, а также с маслонасосом измерителя 21 и манометром 22. Вв внутренних золотниках 19 имеются сливные отверстия 23. Измеритель работает следующим образом. Гидравлическая жидкость нагнетает ся насосом 21 во внутренние полости образованные золотниками 17 и 19. При отсутствии крутящего момента дав ление жидкости в полостях раздвигает золотники 17 и 19 в противоположные стороны и раскрывает сливные отверстия 23, снижая давление практически до нуля. При появлении на ведущем фланце 1 крутящего момента он передается через торцовые зубья и шарики 5 на торцовые зубья фланцев 6 и 7, при этом вследствие наклона зубьев возникают осевые силы, которые стремятся раздвинуть в противоположные стороны фланцы 6 и 7 и сжать ведущий фланец 1. Осевая сила от фланца 6 передается через втулку 13 и подшипник 14, который упирается в золотни22

2 J 24 ки 17 и перемещает их в направлении действия силы. Одновременно осевая сила от фланца 7 передается через втулку 10, гайку 12, подшипники 11 и 16 на корпус 18, который упирается в золотники 19 и перемещает их в направлении действия силы и в противоположном направлению движения золотников 17. При совместном перемещении золотников 17 и 19 происходит перекрытие сливных отверстий 23, что ведет к росту давления во внутренних полостях золотников 17 и 19 до тех пор, пока силы давления .жидкости не уравновесят силы, с которыми подшипники 14 и 16 воздействуют на золотники 17 и 19. При этом манометр 22 замеряет давление во внутренних полостях золотников 17 и 19. Это давление пропорционально силам реакций эолотников 17 и 19 и соответственно деист- вующему крутящему моменту. Использование в измерителе механизма преобразования крутящего момента в осевое усилие, создающего двустороннее нагружение преобразователя осевого усилия в выходной сигнал, и подвижного в осевом направлении сое- динения приводного элемента и ведущего фланца позволяет повысить точность измерения крутящего момента , за счет исключения влияния осевого усилия приводного элемента.

А-Апове/)муто

ИЗМЕРИТЕЛЬ КРУТЯЩЕГО МОМЕНТА, содержащий ведущий и ведомый фланцы, приводной элемент, связанный с ведущим фланцем, механизм преобразования момента в осевое усилие, выполненный в виде промежуточного фланца и шариков, размещенных во впадинах основных косых зубьев, вьшолненных на одном торДе ведущего фланца, и во впадинах прямых зубьев, выполненных на торце ведомого фланца, и преобразователь осевого усилия в выходной сигнал, торшл которого связаны с промежуточным и ведомым фланцами через упорные подшипники, о тличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, в нем второй торец ведущего фланца и торец ведомого фланца снабжены соответственно дополнительными и основными косыми зубьями, связанными посредством размещенных между ними дополнительных шариков, а промежуточный фланец снабжен косыми и прямыми торцовыми зубьями, которые связаны с шариками, размещенными во впадинах N0 соответственно основных косых зубьев ведущего фланца и во впадинах прямых зубьев ведомого фланца, причем приводной элемент связан с ведущим фланцем с возможностью осевого перемещения.

S i noSepHymo