Устройство для измерения крутящего момента Советский патент 1989 года по МПК G01L3/04 G01L3/12 

3

тпжных колец 6 и 7. На корпусе судна перед растровыми дисками 2 уста- наьливаготся светодиоды 18 и 19, за дисками 1 и 2 фототраиэисторы 20 и 21. Кроме того, в электрической цепи имеются фазовый компаратор 24, усилитель 26, измерительное устройство 27 и индикатор 28. При вращении

5096АОЛ

вала фототрянзисторы 20 и 21 формируют сигналы, пропорциональные частоте вращения, сдвинутые по фазе, на величину угла скручивания. Угол скручивания генерируется фазовым компаратором 24 и в измерительном устройстве 27 определяется крутящий момент. 2 ил,

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения крутящего момента на гребном валу. Цель изобретения - повышение точности и эксплуатационных свойств. На гребном валу судового двигателя устанавливается два диска с прорезями при помощи втулок. Втулки закрепляются при помощи пружинно-затяжных колец. На корпусе судна перед дисками устанавливаются светодиоды, за дисками - фототранзисторы. Кроме того, в электрической цепи имеются фазовый компаратор, усилители, измерительное устройство и индикатор. При вращении вала фототранзисторы формируют сигналы, пропорциональные частоте вращения, сдвинутые по фазе на величину угла скручивания. Угол скручивания генерируется фазовым компаратором и в измерительном устройстве определяется крутящий момент. 2 ил.

35

Изобретение относится к измерительной технике и может быть исполь- эовано для определения крутящего момента на гребном валу речного судового двигателя.

Целью изобретения является повышение точности и эксплуатационных JQ cBcfticTB.,

На фиг, представлена общая схема устройства для измерения крутящего момента, на фиг. 2 - принципи- i альная схема фазового компаратора. 25

На фиг. 1 Представлено устройство установки растрбвьт дисков 1 и 2 к гребному валу 3 при помощи втулок 4 и 5, наружных, пружинно-затяжных колец 6 и 7, средних пружинно-затяжных jg колец 8-П, внутренних пружинно-затяжных колец 12 и 13. Все кольца изготавливают из стали 60 на конус, средние кольца затягиваются винтами 14 и 15. Под действием осевой силы, создаваемой винтами 14 и 15, происходит упругая деформация колец,при этом диаметры наружных.колец 6 и 7, увеличиваются, а диаметры внутренних) колец J2 и П уменьшаются. 40

Создаваемое зтими сольцами ради- . альное давление выз.ывает болыоиа силы трения на поверхностях контакта, что обеспечивает передачу заданного крутящего момента.45

. Растровые диски 1 и 2 находятся друг от друга иа расстоянии,-. Они

изготавливаются из меди, толщиной 0,3 мм, содержат по 250 прорезей и

крепятся к втулкам 4 и 5«при помощи 50 винтов 16 и 17. Растровые диски 1 и 2 имеют электрическую схему формирования электрических сигналов оптиче- CkHM методом и включает в себя све-

тодирды 18 и 19 (усгановлены перед дисками 1 и 2), фототранзисторы 20 и 21. Кроме того, электрическая схе- на содержит усилители 20 и 23, фазовый компаратор 24,. фильтр 25, усили5

Q

5

g 0

5

0

тель 26, измерительное устройство 27 и индикатор 28 крутящего момента, резисторы 29-32.

В измерительное устройство поступает угол скручивания .вала if Ugkix

и постоянная С ;-тТР метр вала, F - модуль упругости, 1 - расстояние между дисками, и происходит перемножение величин Ц1 и С.

Схема (фиг.2) содержит транзисторы 33-38 и резисторы 39-42, а также источник 43 тока.

Схема содержит три параллельно-симметричных каскада . Напряжение на входе транзистора 33 изменяет соотношение между токами усилителей на транзисторах 35-38. На входе этих же усилителей воздействует напряжение Цд . Таким образом, выходное напряжение зависит не только от Uj, но.и от разности токов эмиттеров этих усилителей, а следовательно, и от U.,.

и„,;, 7CU,,4I,(U)J.

При Малых входных сигналах U jn, приводится к линейной форме. U g,

4Г разность фаз,где и КТ/1, и - сигнал от растрового диска, 1 Uj - сигнал от растрового диска 2, Т - длительность сигнала.

Устройство работает следующим образом.

В статическом состоянии судно находится без движения, гребной вал не вращается. При этом фототранзисторы (фиг.1) 20 и 21 получают световой поток от светодиодов 18 и 19 и формируют напряжения и поступают на фазовый компаратор 24,так как угол скручивания ср при статиче- .ском состоянии равен нулю, фазовый компаратор вьщает сигнал 0.

При погрузке, при движении судна,, когда гребной вал начинает .вращаться заданной частотой, фототранзисторы (фиг.1) 20 и 21 получают световые

импульсы от светоДЙбдов 18 и 19 (проходящие черей прорези растровых дисков I и 2) и формируют сигналы и,,, и счастптой, пропорияональной частоте вращения гребного ваЛа, которые поступают через усилители 22 и 23 на фазовый компаратор 24. Фазовый компаратор 24 генерирует напряжение

Uj,,r равиое углу скручивания Ч В, - О гребного вала. Напряжение UeifK проходит через фильтр 25 и усилитель 26 и поступает в измери- тельйое устройство 27, где происходит перемножение величин л UgiiA и

fO+F

.С -Т2Г Полученный результат,

П« П

Редактор Г. Волкова

Заказ 7419

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открьггиям при ГИН СССР. 113035, Москва, Ж-35, Раушская Маб., д. 4/5

равный крутящему моменту гребного вала, поступает на индикатор 28. Формула изобретения

Устройство для измерения крутящего момента, содержащее вал, на котором установлены втулки с дисками с прорезями, и источник света, связанный с двумя фотоприемниками, подключенными к регистратору, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и эксплуатационных свойств, в него введен дополнительный источник света, а на валу установлена пара пружинно-затяжных колец, на которых з акреплены втулки с .дисками.

D

иг

Ck cTaBHTenb Т, Ишкова

Техред Л.Сердюкова Корректор В.Кабаций

Тираж 789

Подписное