Устройство для измерения угла закручивания вращающегося вала Советский патент 1987 года по МПК G01L3/04 

на уровне регистрируемых сечений. Закрепленные на других концах тензо- балок ролики 9 осуществляют их контакт с боковыми стенками профилированного по архимедовой спирали паза 8, выполненного в кулачке механизма 1 преобразования. При нагружении ва1

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для измерения угла закручивания вращающегося вала при механических испытаниях валов на прочность которые совместно с динамометрическим валом используются для измерения крутящего момента вращающегося вала.

Целью изобретения является повышение точности путем обеспечения регистрации углов закручивания нескольких сечений вала при знакопеременном развитии деформаций.

На чертеже представлена схема устройства, общий вид, и сечение А-А

Устройство содержит механизм 1 преобразования угла поворота сечений вала 2 в линейное перемещение, измеритель 3 перемещения, а также снабжено дополнительными измерителями 4 - 6 перемещений по числу дополнительных регистрируемых сечений вала 2. Измерители 3-6 перемещений выполнены в виде тензобалок, одним концом закрепленных на валу 2 на уровне регистрируемых сечений, а другим - взаимодействующих с механизмом 1 преобразования, выполненным в виде кулачка с приспособлением 7 для крепления его на валу 2 и с профилированным по архимедовой спирали пазом 8, в который входят KOHipis тензобалок 3-6. При этом плоскости наименьшей жесткости тензобалок направлены к оси кулачка (сечение А-А), На концах тензобалок, размещенных в пазе, закреплены ролики 9(Контактирующие с обеим1-5 боковыми стенками паза.

Крепле яие вторых концов тензобалок на регистрируемых сечениях вала осуществляется кольцами 10. Для снижения аэродинамического сопротивления детали устройства закрыты цилиндрическим кожухом 11. Тензобалки предла 2 крутящим моментом концы тензо- балок перемещаются вдоль паза 8 на расстояния, пропорциональные углам закручивания сечений вала 2. Величина и направление деформации тензоба- лок определяются тензодатчиками 12, 1 ил.

ставляют собой упругие пластины, ориентированные относительно кулачка указанным образом и содержащие тензо- датчики 12, включенные в отдельные измерительные цепи (не показаны) через токосъемные кольца (не показаны). Устройство работает следующим образом.

0 Включают привод нагружения вала 2 (не показан) знакопеременным или постепенно возрастающим крутяш 1М моментом, в результате происходит закручивание сечений вала, в которых закреп5 лены кольца 10, относительно сечения, в котором закреплен кулачок 1. Вал 2 при этом может оставаться неподвиж- или совершать вращение совместно с размещенным на нем устройством.

0 При взаимном повороте сечений.вала кольца 10 перемещают закрепленные на них тензобалки 3 - 6 по образующей вокруг оси вращения вала. Концы тензобалок, размещенные в пазе 8, пере5 мещаются вдоль паза на расстояния, пропорциональные углам закручивания сечений вала относительно места закрепления кулачка 1, и в направлении, соответствующем направлению поворота

Q сечений. Перемещение концов тензобалок посредством роликов 9 преобразуется в изгибающую деформацию тензобалок, причем величина деформаций тензобалок пропорциональна перемещениям тензобалок и поворотам соответствующих сечений. Тензодатчики 12 по изменению электросопротивлений измерительных цепей позволяют определить направление к величину деформаций тензобалок, а по ним - направление и величину углов закручивания сечений вала. При изменении направления закручивания вала изменяются направление перемещения концов тензобалок вдоль паза, направление деформации

5

0

тензобалок, направление изменения электросопротивлений тензодатчиков 12

Обработка результатов измерений состоит в следующем. По изменению электросопротивления тензодатчиков 12 определяют деформации тензобалок, а с учетом параметров нарезки паза по деформации тензобалок определяют угловые перемещения сечений, на которых закреплены кольца 10. Частное - от деления угла поворота сечения на расстояние от кулачка до кольца есть относительная угловая деформация вала на данной базе, измерения. Степень неравномерности деформации определяется как разность между относительными угловыми деформациями на различных участках вала.

Количество тензобалок определяется потребной точностью измерения неравномерности деформации и принципиально не ограничивается. Чувствительность измерений зависит от параметров спирали чувствительности тензобалок.

Предлагаемое устройство имеет более широкие технологические возможности, состоящие в обеспечении регистрации углов закручивания на нескольких базах измерения на одном валу вместо измерения закручивания вала на одной базе измерения при взаимном повороте двух сечений. Возможность измерения закручивания нескольких сечений вращающегося вала относительно одного базового сечения имеет большое значение при изучении деформации при неравномерном деформировании вала, например, при переходе за предел упругости материала вала. Устройство работает при знакопеременных деформациях, что позволяет использовать его в сложных условиях эксплуатации вала. Валом может быть образец испытуемого материала при меРедактор И. Шулла

Составитель Э. Шумилова Техред В.Кадар

4212/32

Тираж 776Подписное

ВНИИПЙ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4.

.

10

15

20

25

30

35

40

45

16

ханических испытаниях на прочность. В этих случаях способность устройства регенерировать неравномерную деформацию вращающегося или неподвижного образца имеет большое значение, поскольку ни одно из известных устройств не приспособлено для измерения знакопеременных углов закручивания практически любого числа сечений образца. Кроме того, приспособлен- ность предлагаемого устройства к регистрации показаний на записывающую аппаратуру позволяет использовать его для контроля за работой валов при быстро изменяющихся режимах на- гружения. Все эти качества предлагаемого устройства позволяют исследовать с высокой трчностью и надежностью особенности развития и условия возникновения неравномерной деформации вращающегося объекта типа вала.

Формула изобретения

Устройство для измерения угла закручивания вращающегося вала, содержащее преобразования угла поворота сечений вала в линейное перемещение и измеритель перемещения, отличающееся тем, что, с целью повыиения точности, оно снабжено дополнительными измерителями перемещений по числу дополнительных контролируемых сечений вала, выполненными в виде тензобалок, каждая из которых одним концом соединена с соответствующим кoнтpoлиpyeмьпs сечением вала, а другим - с механизмом преобразования, вьтолненньм в виде закрепленного на валу кулачка с профилированным по архимедовой спирали пазом, в котором размещены концы тензобалок, снабженные роликами, причем плоскости наименьшей жесткости тензобалок радиаль- но направлены к оси кулачка.

Корректор М. Демчик

Изобретение относится к измерительной технике и позволяет повысить точность измерений путем обеспечения регистрации углов закручивания нескольких сечений вала при знакопеременном развитии деформаций. Устр-во содержит измерители 3, 5 и 6 перемещений, выполненные в виде тензобалок, одним концом закрепленных на валу 2 § О) со 00 х 4 05