Моментомер Советский патент 1978 года по МПК G01L3/22 

1

Изобретение относится к иэмерите)1ьнод технике и может быть использовано для измерения врашаюшего момента на валах двигателей.

Известны устройства, для измерения вращающего момента электродвигателей, основанные на механическом взаимодействии шкива, насаженного на ; вал, и нити, намотанной на этом шкиве и связанной одним концом с натяжным грузом, а другим - с пружинным динамометром, или с консольной пластиной, или же с электромеханическим преобразователем fl, 2, з.

Однако известные устройства надежны в работе кэ-за износа рабочей линии и во можноГо ее разрыва.

Известны также устройства для измерения момента на валу двигателя, выполненные в виде электромагнита Т-образной формы с обмотками возбуждения и измерения, расположенного с зазором у поверхнооти контролируемого Е)ала. являющегося чувст вительным элементом 4 .

Недостатки этих устройств заключаются в том, что они не позволяют создавать

нагрузки на валу и требуют строгой выдерж«ки одностороннего воздушного зазора между валом двигателя и сердечником электромат нита.

Наиболее близким по технической сущности к 1предлагаемому моментометру является устройство для измерения вращакяцего момента, содержащев нагрузочный элемент, связанный с испытуемым объектом, и ба- лансирно установленный в неподвижном корпусе электромагнит с отсчетной стрелкой j 5 . Однако это устройство также имеет ряд недостатков - ограниченность сферы применения, обусловленная зависимостью нагрузочного момента от скорости вращения, сложность конфигурации сердечника электромагнита, затруднякяцая установку нагрузочного элемента и снижаклцая качество испы, таний, наличие дополнительных крепежных элементов для крепления нагрузочного элемента на валу двигателя, что снвжает производительность испытаний.

Цель изобретения - расширение сферы применения в сторону малых и больших скоростей, повышение производительности и качества испытаний. Указанная цель достигается за счет того что в предлагаемом моментомере магнито- пэовод электромагнита выполнен С-образной формы, между полюсами которого консоль но установлен с возможностью вращения нагрузочный элемент, выполненный в виде полого усеченного по бокам .цилиндрического стакана из ферромагнитного материала, на торцовой перемычке которого расположена катушка, а на наружной цилиндрической поверхности размешена токонепроводящая втулка с контактными кольцами, на которой закреплен кольцевой ротор из ферромагнитного материала с большим гистерезисом, выполненный по длине равным длине полюса электромагнита, а также за счет того, что полый усеченный ста кар нагрузочного элемента вьшолнен по длине выступающим за пределы полюсов электромагнита и снабжен на вьгступающей части поперечными прорезями. На чертеже изображен предлагаемый моментомер. Он состоит из установленного с возможностью проворота в подшипниках качения 1, расположенных в корпусе 2, электромагнита 3 с обмоткой возбуждения и сердеч ником С-образной формы и нагрузочного элемента, размещенного между его попк сами. Нагрузочный элемент вьтолнен в виде полого цилиндрического стакана 4 из ферромагнитного материала, усеченного по бо- кам и имеющего на торцовой перемьмке катушку 5, для подачи питания к которой на наружной поверхности стакана 4 насажены контактные кольца 6. Во всю длину зубца полюса электромагнита 3 на стакане 4 расположен ротор 7, вьполненный в виде втулки из феррмагнитного материала с большим гистерезисом. Стакан 4 изолирован по наружной своей поверхности, размещенной внутри электромагнита 3, кольцом 8 из токонепроводящего материала, а вьступающие за пределы электромагнита 3 концы стакана 4 снабжены поперечными прорезями для придания большей элпсп чности, обеспечивакяцей . надежное соч- ление. вала электродвигателя со стаканом 4 Иагрузочньтй элемент коисолыю закреплен в подшипниках качения 9. Для фиксирования вращающето моментй на корпусе 2 расположена градуированная шкала Ю, а на электромагните 3 закреплена стрелка 11. Для обеспечения балансировки на электромагните ,3 закреплен противовес 12. Моментомер работает следующим образом. Вал испытуемого электродвигателя вставляется в стакан 4, изготовленньй из ферромагнитного материала. Посредством крнтактньк колец 6 подается питание на катушку 5 и тем самым,создается поток магнит ных силовых линий, замыкающийся через стакан 4 на валу испытуемого электродвигателя. Под воздействием сил магнитного притяжения выступающие концы стакана 4, благодаря наличию прорезей, деформируются, обхватывая вал электродвигателя и тем самьы обеспечивая прочное сочленение вала электродвигателя с нагрузочным элементом. После этого включается испытуемый электродвигатель и одновременно в обмотку возбуждения электромагнита 3 подается напряжение, которое создает магнитное поле, поляризующее диполи ротора 7, вьполненного в виде втулки из ферромагнитного материала с большим .гистерезисом., В результате взаимодействия поляризованных диполей с магнитным полем вызьшается торможение ротора 7 и за счет этого на валу испытуемого электродвигателя создается независимая от скорости вращй1ия вала электродвигателя постоянная нагрузка, величина которой зависит только ,от степени возбуждения обмотки электромагнита 3. Заторможенный электромагнитом 3 вращакнцийся на валу испытуемого электродвигателя ротор 7 в силу вышеуказанного магнитного взаимоде. ствия повлечет за собой благодаря наличию противовеса 12 проворот электромагнита 3 в подшипниках качения 1 на угол, пропорциональный величине нагрузки, который фиксируется с помощью соединенной с электромагнитом стрелки 11 по градуированной шкале 10. Таким образом, взаимодействием магнитного поля электромагнита 3 обеспечивается торможение нагрузочного элемента и вала испытуемого электродвигателя. Вьшолнение электромагнита С-образной формы и расположенного в зазоре между его полюсами нагрузочного элемента с ротором из материала с большим гистерезисом обеспечит постоянный тормозной момент в широком диапазоне скоростей вращения и тем самь1м позволит применить предлагаемый Моментомер при испытаниях как скоростных, так и тихоходных электродвигателей. Кроме того, расположение полюсов электромагнита над цилиндрической частью ротора позволит снизить, наведение вихревьж потоков до минимума и производить торможение за счет дипольных моментов, что обеспечит постоянную нагрузку на валу испьь туемого электродвигателя, не зависимую от скорости его вращения, а надежное и быстрое сочленение нагрузочного эле