Устройство для измерения крутящего момента Советский патент 1990 года по МПК G01D3/00 

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использована преимущественно для первичных двигателей внутреннего сгорания (например, дизелей), турбин, приводящих строительные, мелиоративные, подъемно-транспортные, сельскохозяйственные и другие мобильно- энергетические машины, содержащие силовой трансмиссионный период и предъявляющие повышение требования к точности поддержания заданного скоростного режима в условиях переменных нагрузок их работы.

Целью изобретения является повышение точности и надежности.

На фиг. 1 показана принципиальная схема устройства: на фиг. 2 - разрез А-А на

фиг. 1.

Устройство содержит втулку 1, связанную с входным валом 2 посредством нескольких шариковых продольных шпонок (шариков) 3 с возможностью перемещения ее вдоль оси вала. На периферии ведущей части симметрично выполнены отверстия с установленными в них стяжными болтами 4, жестко соединяющими ее с втулкой 5. Последняя соединена с выходным валом 6 через винтовую передачу 7. а также снабжена осевой цилиндрической полостью, в которой установлен поршень гидравлического демпфера 8. Шток поршня одним концом проходит через крышку 9, прикрепленную посредством винтов 10 к втулке 5, и жестко связан резьбовым соединением с входным валом 2. На резьбовом участке штока установлены шайба 11, которая удерживает от выпадания шарики 3, и гайка 12, прижимающая шайбу 11 к торцу вала 2. Противоположный конец штока проходит через осевое отверстие во втулке 5 и свободно установлен в осевом отверстии выходного вала 6. Рабочая жидкость из одной полости гидравлического демпфера в другую перетекает через отверстия, имеющиеся в поршне демпфера. Утечка жидкости в соединениях крышка - шток и ведомая часть - щток предотвращается соответственно установленными в эти соединения уплотнениями 13 и 14.

На резьбовом участке выходного вала 6 установлена регулировочная гайка 15, в которую через седло 16 упирается один конец восстанавливающей пружины 17, противоположный ее конец через упорный подшипник 18 упирается во втулку 5.

На втулке 5 установлен элемент 19 съема нагрузки, с которым посредством шарнира 20 связана средней точкой вилка 21 Один конец вилки 21 связан с неподвижной опорой 22, а другой конец через тягу 23

шарнирно соединен с подвижным фланцем 24 приемного сильфона 25, который перемещается в неподвижной направляющей 26, жестко связанной с неподвижным фланцем 27. Рассмотрим принцип действия устройства на примере наиболее характерных режимов работы дизельного двигателя; установившегося; резкого (мгновенного) сброса нагрузки; резкого (мгвновенного) на- 0 броса нагрузки; плавного изменения нагрузки.

Данному скоростному режиму соответствует определенный нагрузочный режим, обусловленный сопротивлением рабочего 5 оборудования приводимой машины. Поэтому в определенном установившемся режиме втулка 5 благодаря податливости восстанавливающей пружины 17 получает угловое смещение относительно своего пер- 0 воначального положения, в результате чего жестко связанные между собой втулки 1 и 5, преодолевая сопротивление пружины 17 (имеется в виду, что в рассматриваемом случае дизель работает на регуляторном участ- 5 ке скоростной характеристики), смещаются влево. Совместно с втулкой 1 влево также смещается элемент съема нагрузки и связанная с ним средней точкой вилка 21. При этом верхний конец вилки 21, смещаясь вле- 0 во, через тягу 23 воздействует на подвижный фланец 24 приемного сильфона 25, повышая в нем давление рабочей жидкости. В случае резкого сброса нагрузки крутящий момент в соед11нительном устройстве 5 вообще, а на втулке 5 в частности резко исчезает, тогда втулка 5 благодаря шариковой винтовой паре под воздействием восстанавливающей пружины 17 через упорный подшипник 18 резко перемещает- 0 ся вправо, перемещая жестко связанную с ней втулку 1, которая также перемещает элемент 19 съема нагрузки и вместе с ним шарнир 20, вилку 21 и через соединенную с ней тягу 23 подвижный фланец 24 вправо, 45 образуя при этом в сильфоне 25 разрежение. При резком набросе внешней нагрузки в соединительном устройстве, следовательно, на втулке 5 резко возникает крутящий момент. Тогда втулка 5 под воздействием 50 резко возникающего крутящего момента несколько тормозится и благодаря податливости зосстанавливающей пружины 17 и винтовой шариковой паре через упорный подшипник 18 резко перемещается влево, 55 перемещая жестко связанную с ней втулку 1, которая также перемещает элемент 19 съема нагрузки и вместе с ним шарнир 20, вилку 21 и через соединенную с ней тягу 23 подвижный фланец 24 влево, повышая при этом давление в сильфоне 25.

В случае плавного изменения (увеличения) нагрузки крутящий .момент, проходящий через соединительное устройство, а также момент, задерживающий втулку 5, изменяется медленно. При этом благодаря по- датливости восстанавливающей пружины 17 и наличию шариковой винтовой пары втулка 5 под воздействием медленно изменяющегося момента будет также медленно перемещаться влево, одновременно пере- мещая втулку 1, а через нее элемент 19 съема нагрузки, шарнир 20, вилку 21 и тягу 23, подвижный фланец 24 в сторону сжатия приемного сильфона 25, медленно повышая в нем давление рабочей жидкости.

Использование устройства для измерения крутящего момента позволит повысить точность поддержания заданного скоростного режима первичных двигателей, например дизелей, приводящих различные машины и агрегаты с повышенными требованиями к точности регулирования их угловой скорости, благодаря изъятию в гидромеханическом соединительном устройстве источников и причин генерирова- ния высокочастотных колебаний, а также за счет повышения чувствительности измерителя нагрузки заменой трения скольжения трением качения; повысить выходную мощность двигателя за счет поддержания в пе- реходном процессе его более стабильной, лишенной колебаний, угловой скорости; уменьшить материалоемкость за счет

уменьшения габаритов гидромеханического соединительного устройства; повысить долговечность и надежность благодаря исключению колебаний его подвижных деталей путем изъятия гибких соединительных тяг; полностью исключить аварии в силовом приводе, имеющие место в известных регуляторах от возможного разрыва гибких тяг; повысить чувствительность предлагаемого устройства путем обеспечения сравнительно меньшего, чем у известного, гидравлического демпфирования и тем самым увеличить эффективность действия дополнительного регулирующего импульса по нагрузке.

Формула изобретения Устройство для измерения крутящего момента, содержащее элемент съема нагрузки, кинематически связанный с входным валом, и выходной вал, соединенные через соединительное звено, выполненное в виде установленных на валу двух связан- ных между собой втулок, при этом одна из втулок соединена с одним из валов посредством шарниров, расположенных в боковой расточке этого вала, а в осевой расточке этой втулки установлен гидравлический демпфер, шток которого жестко связан с другой втулкой, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и надежности, втулки соединены между собой жестко и одна из втулок соединена с другим валом с помощью шарико-винтовой передачи.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для первичных двигателей внутреннего сгорания, приводящих в действие мелиоративные, подъемно-транспортные, сельскохозяйственные и другие машины, предъявляющие повышенные требования к точности поддержания заданного скоростного режима в условиях переменных нагрузок их работы. Цель изобретения - повышение точности и надежности. В устройстве втулки 1 и 5 связаны жестко болтами 4. Втулка 5 соединена с выходным валом с помощью шарико-винтовой пары 7. Устройство позволит исключить аварии в силовом приводе и уменьшить гидравлическое демпфирование. 2 ил.

Фиг.1