Устройство для измерения осевого усилия и крутящего момента на валу гребного винта Советский патент 1975 года по МПК G01L1/08 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ОСЕВОГО УСИЛИЯ И КРУТЯЩЕГО МОМЕНТА НА ВАЛУ ГРЕБНОГО ВИНТА

I

Изобретение относится к области силоизмерительной техники.

Известные устройства для измерения

осевого усилия и крутящего момента навалу гребного винта, содержащие упругий: эле- 5

мент, воспринимающий осевое усилие, торсион, выполненный за одно целое с валом и воспринимающий крутящий момент, преобразователи деформаний упругого элемента и торсиона в электрический сигнал, втулкуш

для крепления винта и токосъемник, не обеспечивают требуемой точности измерений.

Предлагаемое устройство отличается от известных тем, что упругий элемент вы- 15 полнен в виде тонкостенного цилиндра,

концентрично расположенного с; валом на его переднем конце и разделенного поперечными пазами на четыре секции, первая и третья из которых жестко скреплены со 20

втулкой для крепления винта,-установленной концентрично валу, а вторая и четвертая жестко связаны с валом.

На фйг. 1 представлено предлаг-аемое устройство, продоль 1ый разрез; на фиг. 2 - 25

то же, вид по стрелке А; на фиг. 3 - то же, разрез Б-Б.

Устройство содержит измерительный преобразователь продольной силы (упора винта) 1, преобразователь 2 крутящего момента, электронные схемы преобразователей 3 и цифровой частотомер 4.

Измерительный преобразователь продоль-tj ной силы расположен внутри ступицы 5 исследуемого винта. Чувствительный элемент преобразователя выполнен симметричным относительно продольной оси ступипы и образован из последовательно изготовленных на одном цилиндре трех кольцевых пружин 6, 7 и 8 втулки 9, предназначенной для крепления винта, и вала 1О. Втулка жестко (посредством сварки) связывает начал; цилиндра с промежутком между пружинами 7 и 8, а вал - конец цилиндра с промежутком между пружинами 6 и 7. Полученный Б результате чувствительный элемент обадает степеньюсвободы только в направлении действия продольной силы, т. е. втулка совместно с гребным винтом может смещаться вдоль оси вала, оставаясь при этсзм концентричной ему. Чувствительный элемент имеет достаточно большую поперечную жесткость, которая к тому же может регулироваться соответствующим выбо ром поперечного сечения колец и их количе :ва. Относительное смещение втулки и вала преобразуется в частотно-модулированный ;электрический сигнал дифференциальным индуктивным преобразовательным элементом, магнитные системы 11 которого размешены внутри пружины 6, Измерительный преобразователь крутящего момента расположен за ступицей вин. та. Его чувствительный элемент 12 представляет собой полый цилиндр, выполненный за одно целое с валом. Магнитные системы дифференциально включенных генераторов размещены в диаметрально противоположных точках у одного из концов чувст вительного элемента, при этом сердечники г13 с катушками вмонтированы непосредственно в вал и залиты горметиком, а сер- дечники 14 без катушек, выполняющие роль пластин, замыкающих магнитные потоки, удерживаются при помощи цилиндра 15, жестко связанного с другим концом элемента. Продольная сила и крутящий момент гребного винта вызывают деформацию соответствующих чувствительных/элементов в направлении их действия. Вследствие этого диф41еренциально изменяются воздушные зазоры в магнитных снсгемих. генераторов, а следовательно, и частоты электрических сигналов на выходе измерительных преобразователей. Изменение частот регистрируется многоканальным электронным частотомером,; Исполнение устройства по изложенной i схеме позволяет устранить влияние трения I в уплотнениях и подшипниках вала, обеспе- чить необходимую поперечную жесткость чувствительных элементов и снизить погрешность от взаимного влияния измеряемых и неизмеряемых составляющих вектора по/гаой гидродинамической силы и вектора полнох-о момента до значений существенно меньших основной погрешности измерения в кавита- ционных трубах. Предмет изобретения Устройство для измерения осевого уси- ; ЛИЯ и крутящего момента на валу гребного i винта, содержащее упругий элемент, воспринимающий осевое усилие, торсион, выполнен-) ный за одно целое с валом и вопринимаю- i щий крутящий момент, преобразователи деформаций упругого элемента и торсиона в электрический сигнал, втулку для крепления винта и токосъемник, отличающее- с я тем, что, с целью повышения точности, измерений, упругий элемент в}лполнен в виде тонкостенного цилиндра, коппентрично расположенного с валом на его переднем конце и разделенного иопереч11ыми пазами на четыре секции, первая и третья из которых жестко скреплены со втуажой для крепления вппта, установленной концентрично валу, а вторая и четвертая жестко связаны с валом. 466114

сриг. 2

ЩМЗ

Фие.Ъ