Нагружатель крутящего момента Б.Ф.Кочеткова Советский патент 1993 года по МПК G01L3/16 

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для обеспечения возможности контроля крутящего момента на вращающемся валу.

Целью изобретения является повышение надежности за счет уменьшения износа грузов и диска и повышение нагрузочной способности.

На фиг.1, 2, 3 представлен нагружатель крутящего момента в трех проекциях соответственно; на фиг. 4 - действие нагружате- ля крутящего момента.

Нагружатель крутящего момента (фиг.1, 2, 3) состоит из входного вала 1, на котором при помощи шарнира 2 установлено коромысло 3, несущее на своих концах инерционные грузы 4, имеющие возможность свободно вращаться на концах коромысла, как на осях. На входном валу установлена сцепная муфта 5, которая служит для соединения этого вала с валом испытуемой машины. Инерционные грузы 4 находятся в постоянном контакте с диском 6, установленным соосно входному валу с возможностью поворота вокруг диаметральной оси на цапфах 7, которые при помощи втулок 8 шарнирно соединяют диск 6 с рамкой 9, на которой соосно входному оалу установлен шип 10, размещенный во втулке основания 11. Рамка имеет возможность ограниченного углового поворота вместе с диском вокруг шипа. Шарнир 2 коромысла 3 расположен в плоскости, проходящей вдоль поверхности диска 6, для чего диск выполнен с центральным углублением 12, а плечи коромысла в месте соединения с шарниром 2 расположены относительно друг друга под тупым углом. .На диске 6 закреплен рычаг 13, который расположен между ограничивающими поверхностями 14 основания. На рычаге нанесена линейная шкала нагрузок, градуированная в размерности крутящего момента и размещен груз-противовес 15 с возможностью управляемого перемещения вдоль рычага. Диск связан с регулятором угла поворота вокруг диаметральной оси. который имеет шарнирно присоединенную к диску штангу 16, подвижную в направлении оси входного вала 1, другой конец штанги при помощи шарнира связан с устройством по управляемому перемещению этой штанги в осевом направлении, которое может быть выполнено в виде винтовой пары, подвижное звено 17 которой связано со штангой, а неподвижное зве- но 18 размещено в основании 11с возможностью управляемого вращения. С целью устранения пульсирующего характера в передаче момента на диск 6, применяются дополнительные инерционные грузы

19, размещенные попарно на дополнительных коромыслах 20, установленных с возможностью поворота на стержнях основного коромысла 3 (показаны только на

фиг,2). На конце рычага размещена грузовая подвеска 21 для съемных грузов. На подвижном звене 17 винтовой пары, входящей в регулятор угла поворота диска, установлена стрелка 22 совмещенная с неподвижной

шкалой 23, показывающей величину наклона диска, которая определяет передаваемую нагрузку. Расположенные на коромысле грузы 4,19 могут быть съемными и иметь разную массу (при одинаковой мас5 се диаметрально расположенных парных грузов). Для удержания грузов на концах коромысел применяются замки или стопора 24 любого устройства. Основные 4 и дополнительные 19 грузы выполнены в виде усе0 ченного конуса, у каждого из которых образующая линия боковой поверхности, обращенная в сторону диска, находится в контакте с поверхностью диска по всей своей длине, высота конуса является осевой

5 линией груза, совмещенной со стержнем коромысла 3 или 20, а линия высоты и линии, образующие боковую коническую поверхность, пересекаются в одной точке, совмещенной с центром шарнира 2 коромысла 3,

0 расположенным на осевой линии входного вала 1. Плечи коромысла 3 в месте соединения с шарниром 2 расположены относительно друг друга под тупым углом.

Нагружатель крутящего момента рабо5 тает следующим образом.

При помощи регулятора угла поворота 16,17, 18 диск 6 ставится в наклонное положение относительно оси входного вала 1. Вал испытуемой машины посредством

0 сцепной муфты 5 соединяется с входным валом. При вращении входного вала 1 коромысло 3 обкатывает грузы 4, 19 по поверхности наклонного диска, обеспечивая циклическое их приближение к оси враще5 ния и последующее удаление от оси. Враща- ющееся коромысло с грузами под действием центробежных сил стремится занять положение в плоскости, перпендикулярной оси вращения, чему препятствует

0 наклонный диск. Сила давления грузов на диск имеет тангенциальную (касательную) составляющую, создающую момент относительно оси входного вала, величина которого зависит от угла наклона диска

5 относительно оси и от массы вращающихся грузов. Величина этого угла может регулироваться, в том числе во время вращения грузов, при помощи регулятора угла поворота 16, 17. 18. Измерение величины момента производится при равновесном положении

рычага 13 между ограничивающими поверхностями 14 основания. Величина момента определяется положением груза-противовеса 15 на рычаге 13, что измеряется посредством линейной шкалы нагрузок, и массой съемных грузов на грузовой подвеске 21. Произведение веса этих грузов на плечо относительно оси входного вала 1 определяет величину крутящего момента, приложенного к этому валу. Следовательно, нагружатель крутящего момента работает как моментомер, показывающий непосредство величину момента путем прямого измерения во время вращения входного вала. Диапазон измерений регулируется в ходе измерений путем изменения наклона диска 6, а также установкой разных по массе инерционных грузов 4, 19 на коромыслах 3, 20 при подготовке нагружателя ч работе. Выполнение грузов 4, 19 в виде усеченных конусов и определенная их установка на коромыслах, указанная в приведенном выше описании устройства, обеспечивает силовое взаимодействие грузов и диска по линии, что уменьшает удельное давление грузов на диск, а следовательно, позволяет повысить нагрузочную способность нагружателя крутящего момента с одновременным уменьшением износа грузов и диска. Расположение шарнира 2 коромысла 3 в плоскости, проходящей вдоль поверхности диска 6 исключает возможность перемещения грузов в радиальном направлении по поверхности диска, что уменьшает потери

на трение, а также снижает износ грузов и диска.

Формула изобретения Нагружатель крутящего момента, содер- жащий входной вал, установленный с возможностью вращения на основании, связанный с регулятором угла поворота и со шкалой нагрузок диск, который установлен с возможностью поворота вокруг его диаметральной

0 оси в рамке, установленной на основании с возможностью ограниченного углового поворота вокруг оси, соосной с входным валом, один конец которого шарнирно связан с коромыслом, на концах которого с возмож5 ностью вращения установлены поджатые к диску грузы, а также грузовую подвеску, связанную с одним концом рычага с линейкой шкалой, на котором с возможностью перемещения установлен груз-противовес,

0 отличающийся тем, что, с целью повышения надежности за счет уменьшения износа грузов и диска и повышения нагрузочной способности, каждый груз выполнен в виде усеченного конуса, образую5 щая боковой поверхности которого установлена в контакте с поверхностью диска, а его ось совмещена с плечом коромысла и пересекается с образующей боковой поверхности усеченного конуса в точке, совмещенной с

0 центром шарнира коромысла, расположенным на пересечении оси входного вала и плоскости, проходящей вдоль поверхности диска, причем плечи коромысла установлены под тупым углом друг к другу.

6

4

72

W

9 /« Я

Фиг.1

S

5 1 г

ъ

Фиг.З

pltimiHMJX

2Г

Фиг4