Сигнализатор предельной величины крутящего момента Советский патент 1992 года по МПК G01L3/10 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для регистрации бесконтактным способом предельной величины передаваемого вращающимся валом крутящего момента.

Известен измеритель крутящего момента, содержащий упругий вал, с концами базового участка которого жестко связаны измерительные диски, датчики скорости и измерительную схему.

Однако данный измеритель не обеспечивает регистрацию предельных значений крутящего момента.

Известно устройство для измерения крутящего момента, содержащее упругий полувал,.полумуфту, измерительную пружину, электрический выключатель, управляемый нажимным элементом с роликом, опирающимся на торцовую поверхность полумуфты.

Однако указанный сигнализатор предельного значения крутящего момента имеет малую точность, низкое быстродействие и надежность.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является сигнализатор предельной величины крутящего момента, который включает в себя упругий вал, на котором закреплены втулки с зубчатыми дисками, контакты, токосъемники, осветитель и фотоприемники.

Недостатком этого сигнализатора является низкая надежность, обусловленная наличием в его конструкции открытых измерительных контактов и подвижных контактов токосъемников.

Цель изобретения является повышение надежности сигнализатора предельной величины крутящего момента,

Цель достигается тем, что в сигнализатор предельной величины крутящего момента, содержащий два измерительных диска, установленных по концам упругого вала и снабженных модуляторными элементами, размещенными с заданным угловым шагом по периметру измерительных дисков, два импульсных датчика, связанных с модуляторными элементами соответствующих изО О) Ю

|

мерительных дисков и подключенных к соответствующим формирователям импульсов, введены сумматор, два частотно-аналоговых преобразователя, компаратор и блок сравнения, а угловой шаг размещения модуляторных элементов по периметру измерительных дисков выполнен более чем в два раза превышаю- щим угловую ширину модуляторных элементов, при этом выход первого формирователя импульсов подключен к первому входу сумматора, к второму входу которого подключен выход второго формирователя импульсов, и через один частотно-аналоговый преобразователь выход первого формирователя импульсов подключен к одному входу блока сравнения, к другому входу которого через последовательно соединенные компаратор и другой частотно-аналоговый преобразователь подключен выход сумматора,

Предлагаемое устройство производит определение предельного крутящего момента бесконтактным способом, что позволяет в отличие от прототипа избежать введения в конструкцию профилированных втулок, открытых измерительных контактов и подвижных контактов токосьемников и таким образом существенно повысить надежность сигнализатора. Следовательно, предложенное техническое решение в сравнении с прототипом обладает существенными отличиями.

На фиг. 1 приведена функциональная схема предлагаемого сигнализатора; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг, 1 при рабочем состоянии сигнализатора: на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 1 по достижении предельно значения крутящего момента: на фиг. 4 - временные диаграммы, поясняющие работу сигнализатора.

Сигнализатор предельного крутящего момента содержит (фиг. 1) упругий вал 1, на концах базового участка которого установлены два измерительных диска 2 и 3 с одинаковыми модуляторными элементами, например зубчатыми. При этом угловой шаг размещения модуляторных элементов по периметру измерительных дисков выполнен более чем в два раза превышающим угловую ширину модуляторных элементов В непосредственной близости от дисков 2 и 3 расположены два импульсных датчика 4 и 5. Первый вход сумматора 6 через формирователь 7 импульсов соединен с выходом датчика 5. Второй вход сумматора 6 через формирователь 8 импульсов соединен с выходом датчика 4. Выход формирователя 8 импульсов соединен с входом частотно-аналогового преобразователя 9, выход которого связан с одним из входов блока 10 сравнения. Другой вход блока сравнения

связан через частотно-аналоговый преобразователь 11 и компаратор 12 с выходом сумматора 6. Вход опорного напряжения на компаратор 12 на фиг. 1 vie показан.

Сигнализатор предельного крутящего

момента работает следующим образом.

Перед началом измерений измерительные диски 2 и 3 устанавливаются на упругом валу 1 так, чтобы при нагружении вала пре0 дельным крутящим моментом точка А на передней по ходу вращения кромке зуба диска

3располагалась напротив точки В на задней по ходу вращения кромке зуба диска 2 (см. 3).

5При вращении вала 1, нагруженного

крутящим моментом ниже предельного значения, сигналы с выходов датчиков 4 и 5 поступают на формирователи 7 и 8 и преобразуются в сигналы U и Us 9фиг. 4), которые

0 поступают на входы сумматора 6, где производится /ix сложение. На выходе сумматора 6 появляется сигнал Ue, который преобразуется компаратором 12 в сигнал Uia. Сигналы Us и U12 поступают соответственно на час5 тотно-аналоговые преобразователи 9 и 11. Напряжения, сформированные преобразователями 9 и 11, поступают на входы блока 10 сравнения. При этом, если передний фронт сигнала U поступает на обработку

0 раньше заднего фронта сигнала Us (см. фиг.

4а, б), что соответствует расположению измерительных дисков, показанному на фиг 2, то частота следования сигналов Us и U n (см. фиг. 4 а. г) одинаковая, Следовательно, на

5 входы блока 10 сравнения поступают два равных по величине напряжения. В этом случае на выходе блока 10 сравнения сигнал отсутствует, что свидетельствует о работе сигнализатора при крутящем моменте ниже

0 предельного значения.

Если передний фронт сигнала U поступает на обработку позже заднего фронта сигнала Us (см. фиг. 4 а д), что соответствует расположению измерительных дисков, по5 казанному на фиг. 3, то частота следования сигналов Ui2 отличается от частоты следования сигналов U (см. фиг. 4 а, е). При этом на входы блока 10 сравнения поступают два разных по величине напряжения. В этом

0 случае на выходе блока 10 сравнения появляется сигнал, что свидетельствует о работе сигнализатора при крутящем моменте выше предельного значения.

Работа сигнализатора не зависит от на5 правления вращения вала и приложения крутящего момента.

Использование предлагаемого сигнализатора позволит регистрировать факт появления предельного значения крутящего момента и выдавать при этом сигнал на исполнительные механизмы приборов и машин.

Формула изобретения Сигнализатор предельной величины крутящего момента, содержащий два измерительных диска, установленных по концам упругого вала и снабженных модуляторными элементами, размещенными с заданным угловым шагом по периметру измерительных дисков, два импульсных датчика, связанных с модуляторными элементами соответствующих измерительных дисков и подключенных к соответствующим формирователям импульсов, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, в него введены сумматор, два частотно-ана0

5

лотовых преобразователя, компаратор и блок сравнения, а угловой шаг размещения модуляторных элементов по периметру измерительных дисков выполнен более чем в два раза превышающим угловую ширину модуляторных элементов, при этом выход первого формирователя импульсов подключен к первому входу сумматора, к второму входу которого подключен выход второго формирователя импульсов и через один частотно-аналоговый преобразователь выход первого формирователя импульсов подключен к одному входу блока сравнения, к другому входу которого через последовательно соединенные компараторы и другой частотно-аналоговый преобразователь подключен выход сумматора.

Изобретение относится к силоизмери- тельной технике и может быть использовано для сигнализации о достижении предельно го крутящего момента на вращающемся валу. Целью изобретения является повышение надежности. Угловой шаг размещения модуляторных элементов по периметру измерительных дисков 2, 3 выполнен более чем в два раза превышающим угловую ширину модуляторных элементов. При скручивании упругого вала 1 на угол, превышающий угловую ширину модуляторных элементов, на выходе блока 10 сравнения появляется импульс, сигнализирующий о достижении предельной величины крутящего момента. 4 ил.

На исполнительные устрайс/пДа

Фиг1

Фиг. 2

Фкг.

I I I I

Ш

в)

U12

D ,

tor. 4