Устройство для измерения крутящего момента Советский патент 1975 года по МПК G01L3/10 

1

Изобретение относится к области силоизмерительной техники.

Известные устройства для измерения крутящего момента, содержащие ведущий и ведомый валы, связанные между собой упругим элементом, на концах которого расположены бесконтактные преобразователи закручивания упругого элемента в выходной сигнал, не позволяют непрерывно производить измерения моментов, меняющихся в широком диапазоне.

Цель изобретения - расширение диапазона измерений при непрерывности процесса.

Это достигается тем, что в предлагаемом устройстве упругий элемент выполнен в виде по крайней мере двух винтовых пружин различной жесткости, последовательно соединенных между собой через промежуточную втулку, выполненную в виде кольца с двумя ограничительными выступами по торцам его и установленную с возможностью вращения на одном из указанных валов, которые снабжены упорами, расположенными на уровне ограничительных выступов промежуточной втулки.

На чертеже показано предлагаемое устройство.

Устройство содержит упругий элемент в виде двух пружин 1 и 2, которые связаны одним концом соответственно с ведущим и ведомым валами 3 и 4, а другим - с втулкой 5. Два диска 6 и 7 из немагнитного материала несут на себе замыкатели магнитного потока 8 и 9 из магнитомягкого материала. Индукционные генераторные головки 10 и 11 с помощью установочных площадок 12 могут перемещаться в направлении, перпендикулярном к образующей корпуса 13, имеющего в верхней части паз для прохода генераторных головок. Втулка 5 имеет два ограничительных выступа 14 и 15, ограничивающих ее вращение

относительно валов с помощью упоров (штифтов) 16 и 17. Вал 3 опирается на подшипники 18 и 19, и оба вала могут вращаться в подщипниках 19 и 20. Корпус 13 установлен на лапки 21, служащие для крепления к неподвижному основанию. Втулка 5 опирается на подшипники 22.

Корпус 13 с помощью лапок 21 располагается на неподвижном основании, а валы 3 и 4 с помощью имеющейся на их открытых концах резьбы закрепляются между валом, передающим крутящий момент, и элементом, воспринимающим этот момент. Таким образом, упругие элементы оказываются нагруженными тем же моментом, что и испытуемый вал.

При вращении подвижной части устройства, включающей валы, упругие элементы, втулку, диски и замыкатели магнитного потока отпосительно неподвижно установленных

индукционных генераторных головок в последних индуцируются импульсы (при прохождеНИИ мимо них замыкателей магнитного потока), частота которых пропорциональна скорости вращения, а временной интервал между первым и вторым импульсами пропорционален углу закручивания упругих измерительных элементов (или крутящему моменту, который они передают) и обратно пропорционален скорости вращения подвижной части устройства т к- кгде Т - временной интервал между импульсами, возникающими при прохождении мимо индукционных генераторных головок 10 и 11 замыкателей магнитного потока; К., Ki - коэффициенты пропорциональности; Ф - суммарный угол закручивания упругих измерительных элементов 1 и 2; М -момент, действующий на элементы п--обороты подвижной системы в единицу времени. Таким образом, измерение крутящего момента сводится к измерению известными способами временного интервала, что является технически простой задачей и его можно осуществить, например, путем заполнения интервала Т импульсами стандартной частоты с последующим подсчетом числа прошедщих зя время интервала импульсов. При этом необходимо знать также количество оборотов вула в единицу времени, что, как правило, известно заранее или может быть также измерено известными устройствами. Калибровка и настройка устройства сводятся к следующему. Предварительно упругио элементы нагружаются известным крутящим моментом и определяется зависимость -f-(0-(2) Затем устройство устанавливается на рабочее место, вал приводится во вращение и путем передвижения установочных лапок 12 добиваются такого положения, при котором в случае отсутствия тормозного момента замыкатели магнитного потока одновременно замыкают магнитные системы головок 10 и 11, т. е. временной интервал Т равен нулю. Таким образом, устройство оказывается подготовленным к работе. Для расщирения диапазона измерения один из упругих элементов изготавливается меньшей жесткости, чем другой, что позволяет получать значительные углы закручивания при малых рабочих моментах. Если действующий рабочий момент равен максимально допустимому для менее жесткого упругого элемента 1, то его закручивание ограничивается путем упора ограничительного выступа 14 в штифт 16. С нарастанием рабочего момента продолжает закручиваться только более жесткий измерительный упругий элемент 2. По достижении рабочего момента предельно допустимого значения для элемента 2 его закручивание ограничивается путем упора ограничительного выступа 15 в штифт 17. Таким образом, элементы 1 и 2 оказываются защищенными от действия случайных перегрузок, что повышает надежность работы устройства. Предмет изобретения Устройство для измерения крутящего момента, содержащее ведущий и ведомый валы, связанные между собой упругим элементом, на концах которого расположены бесконтактные преобразователи закручивания упругого элемента в выходной сигнал, отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона измерения при непрерывности процесса, в нем упругий элемент выполнен в виде по крайней мере двух винтовых пружин различной жесткости, последовательно соединенных . между собой через промежуточную втулку, выполненную в виде кольца с двумя ограничительными выступами по торцам его и установленную с возможностью вращения на одном из указанных валов, которые снабжены упорами, расположенными па уровне ограничительных выступов промежуточной втулки. П 8 10