Моментомер Советский патент 1992 года по МПК G01L3/22 

Изобретение относится к силоизмери- тельной технике и может быть использовано для измерения крутящего момента на непрерывно вращающихся валах, например, электродвигателей.

Для измерения крутящего момента используются моментомеры, основанные на статическом методе измерения, при котором крутящий момент на валу определяется при установившейся скорости вращения вала. Указанные моментомеры имеют три основные разновидности. тормозные, приводные, трансмиссионные.

Наиболее простыми и распространенными являются тормозные моментомеры/ которые совмещают в себе тормозное устройство, нагружающее испытываемый двигатель тормозным моментом, и измерительный блок, необходимый для измерения этого момента. Применяются измерительные блоки различных типов: крутильные, маятниковые, рычажные, компенсационные.

Указанные моментомеры имеют следующие недостатки. Моментомеры с крутильными измерительными блоками обладают невысокой точностью, с маятниковыми имеют нелинейную характеристику, для выравнивания которой требуются специальные корректирующие передачи от маятника к указателю. У моментомеров с рычажными измерителями нестабильные характеристики. Моментомеры с компенсационными измерителями достаточно сложны.

Известны тормозные электромагнитные моментомеры серии ТЭМ, являющиеся прототипом, содержащие электромагнитный тормоз и маятниковый измерительный блок. Последний содержит шкалу и противовес, связанный со стрелкой и фланцем.

Однако данные моментомеры обладают невысокой точностью измерений, так как имеют нелинейную характеристику шкалы и :при измерении используется сектор шкалы не более 90°.

Цель изобретения - повышение точности за счет получения линейной характеристики шкалы.

Указанная цель достигается тем, что в моментомере, содержащем основание с

ч

sQ СО 00

кронштейном, в подшипниках которого установлен связанный с контролируемым валом немагнитный диск, и электромагнитную систему, включающую фланец с электромагнитами, а также измерительный блок со шкалой и противовесом, связанным со стрелкой и фланцем, в измерительный блок введен кулачок, связанный с противовесом посредством гибкой связи, закрепленной на периферии кулачка, при этом кулачок же- стко скреплен с фланцем на своей оси, а его профиль имеет уравнение

гН0+

2Ж

f,

где 10 - расстояние от оси вращения кулачка до места крепления противовеса;

а - толщина гибкой связи;

р- угол, изменяющийся в пределах от О до 360°.

На фиг. 1 изображен моментомер, общий вид; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1; фиг, 3 - измерительный блок при различных углах поворота кулачка и характеристика шкалы.

На основании 1 неподвижно закреплены кронштейн 2 со шкалой 3, а также крон- штейны 4 и 5 со свободно вращающейся осью б немагнитного металлического диска 7. В шарикоподшипниках кронштейна 2 ус- тановлен фланец 8 с системой электромагнитов 9, указательной стрелкой 10 и кулачком 11 с противовесом 12 на конце гибкой связи 13, другой конец которой закреплен на профильной поверхности ку- лачка 11. К оси 6 посредством муфты 14 присоединен вал 15, на котором измеряется крутящий момент.

Моментомер работает следующим образом.

При возникновении на валу 15 крутящего момента немагнитный металлический диск 7 приходит во вращение в магнитном поле электромагнитов 9. Индуктируемые в немагнитном металлическом диске 7 токи взаимодействуют с магнитным полем системы электромагнитов 9, вследствие чего последняя вместе с фланцем 8, кулачком 11, противовесом 12 и указательной стрелкой

0

5

0

5

0 5

0

10 увлекается в направлении вращения немагнитного металлического диска 7 и останавливается под некоторым углом к первоначальному.

При вращении электромагнитной системы, жестко скрепленной с помощью фланца 8 с кулачком 11, происходит накручивание гибкой связи 13 на профильную поверхность кулачка 11. При этом увеличивается тормозной момент, величина которого пропорциональна, углу поворота кулачка 11.

Процесс измерения крутящих моментов основан на том, что измеряемый крутящий момент Мизм. уравновешивается тормозным моментом Мт, создаваемым измерительным блоком,

Мизм. Г, где Р - величина противовеса;

г - расстояние от оси вращения кулачка до проекции центра тяжести противовеса на горизонтальную плоскость, проходящую через ось вращения кулачка.

Формула изобретения 1 Моментомер, содержащий основание с кронштейном, в подшипниках которого установлен связанный с контролируемым валом немагнитный диск и электромагнитную систему, включающую фланец с электромагнитами, а также измерительный блок со шкалой и противовесом, связанным со стрелкой и с фланцем, отличающийся тем, что, с целью повышения точности за счет получения линейной характеристики шкалы, в измерительный блок введен кулачок, связанный с противовесом посредством гибкой связи, .закрепленной на периферии кулачка, при этом кулачок жестко скреплен с фланцем на своей оси, а его профиль имеет уравнение

2л

Р

где 1о расстояние от оси вращения кулачка до места крепления противовеса;

а - толщина гибкой связи;

р- угол, изменяющийся в пределах от О до 360°С.

5.

l

Изобретение относится к силоизмери- тельной технике, а именно к конструкции моментомеров, используемых для замера крутящего момента на валах электродвигателей. С целью более точного замера этой величины измерительное устройство мо- ментомера выполнено в виде груза, закрепленного С помощью гибкой связи на огибающей поверхности кулачка, уравнение профиля которого приведено в формуле изобретения. 3 ил.

5

ь

л

15,

/2

Фиг.1

/д

/5

БиЗА

Фи2.2

Фиг.З

4&±JL560

720