Датчик угла Советский патент 1979 года по МПК H02K5/16 H02K24/00 

1

Изобретение относится к электротехнике и именно к устройствам передачи и приема угловых перемещений вращающихся частей в следящих системах повыщенной точности.

Известны датчики угла, содержащие разъемный корпус со статором, две опоры качения, опорные крыщки, ротор, установленный на подвижной втулке, перемещающейся вдоль неподвижного в осевом направлении полого вала при помощи механизма перемещения ротора 1. Этот механизм состоит из винта, ввернутого в гайку, расположенную в полом валу, и штифта, крепящего одновременно гайку и втулку.

Однако установка ротора на подвижной втулке увеличивает радиальное биение, создает мертвый ход ротора в пределах зазора между щтифтом и продольным пазом полого вала и понижает точность устройства при использовании его в следящих системах передачи угла.

Известны также датчики угла, содержащие корпус со статором, ротор, установленный на валу, опоры в виде подщипников качения и крыщки 2. В этом устройстве вал с ротором вместе с подщипниками перемещается вдоль оси под действием втулки, имеющей резьбовое соединение с корпусом.

Такой датчик угла является наиболее близок к изобретению по технической сущности и достигаемому результату. Однако использование резьбовой регулировочной втулки увеличивает несоосность вала с ротором относительно корпуса со статором, а отсутствие регулировки предварительного натяга в опорах увеличивает радиальное и осевое биение ротора. Применение такой конструкции в датчиках угла снижает их точность, разрешающую способность и надежность.

Для повыщения точности и разрешающей способности датчика за счет уменьщения несоосности и возможности регулировки и фиксации вала с ротором относительно статора, а также уменьшения габаритов и повыщения его надежности за счет внутреннего консольного ра,сположения вала с ротором относительно цилиндрического основания неразъемного корпуса со статором датчик снабжен распорной втулкой, размещенной между опорами, регулировочным винтом, установленным в валу по его оси, штифтом, размещенным в продольных пазах

втулки ,и вала, кольцом, в котором укреплен штифт, и винтами, установленными в торце вала с упором во внутреннее кольцо опоры, а вал выполнен с приливом, в отверстии которого размещено цилиндрическое основание корпуса.

На чертеже изображен предлагаемый датчик угла, продольный разрез.

Он имеет статор 1, вклеенный в корпус 2, ротор 3 преобразующего устройства, установленный на валу 4, опору 5 качения, крыщки 6 и 7, компенсационные прокладки 8, три опорных винта 9 для фиксации вала от осевого перемещения. На валу между опорами 5 установлена подвижная распорная втулка 10, по оси вала ввернут винт 11, в продольных пазах вала и распорной втулки установлен штифт 12, зафиксированный кольцом 13. Датчик закрывается фланцем 14.

Регулировка осевого положения вала 4 с-ротором 3, фиксация и создание предварительного натяга осуществляется следующим образом.

При фиксации вала 4 от поворота и при вращении винта 11 осевое усилие передается через щтифт 12, втулку 10 и опору 5 на крышку 7 и корпус 2. Под действием этого осевого усилия вал 4 с ротором 3 перемещается на заданную при помощи калибра величину, относительно подвижной опоры. 5, распорной втулки 10, щтифта 12 и статора 1. При фиксации вала 4 в заданном положении относительно статора 1 создается предварительный натяг в- опорах 5 при помощи винта 11, щтифта 12, распорной втулки 10, компенсационных прокладок 8 и крышек 6, 7. При ввертывании трех винтов 9 до упора во внутреннее кольцо опоры 5 фиксируется вал 4 с ротором 3 от осевого перемещения относительно статора 1 и внутренних колец опор 5 качения.

При подаче напряжения возбуждения на обмотку статора 1 и при повороте вала 4 с ротором 3 на угол О, происходит преобразование угла поворота в напряжение, пронорциональное некоторым функциям угла (например sin О. или cos Q) или самому углу поворота ротора Q.

Конструкция датчика по данному изобретению позволяет регулировать перемещение вала вдоль оси датчика, фиксировать вал с ротором от осевого перемещения, создать предварительный натяг в опорах, что уменьшает несоосность ротора относительностатора, радиальное биение ротора относительно оси вращения, осевой люфт вала с ротором. В результате повышается разрешающая способность датчика, исключается возможность брака, возрастает точность передачи угла при использовании датчика в следящих системах повыщенной точности.

Внутреннее консольное расположение вала с ротором относительно цилиндрического основания корпуса со статором позволяет уменьшить габариты датчика за счет уменьшения линейных размеров корпуса и вала с ротором, а также уменьщить изгибающий

5 момент, приложенный к валу от веса ротора в плоскости опоры за счет уменьшения плеча, повь1щая надежность датчика. Использование неразъемного корпуса с внутренним расположением цилиндрического основания под опоры качения уменьшает технологические логрещности установки статора относительно оси расточки корпуса за счет уменьщения плеча местоположения статора относительно цилиндрического основания корпуса.

Формула изобретения

Датчик угла, содержащий корпус со статором, ротор, установленный на валу, опоры

Q в виде подшипников качения, крышки, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, разрешающей способности и надежности датчика, он снабжен распорной втулкой размещенной между опорами, регулиро-вочным винтом, установленным в валу по его оси щтифтом, размещенным в продольных пазах втулки и вала, кольцом, в котором укреплен штифт, и винтами,установленными в торце вала с упором во внутреннее кольцо опоры, а вал выполнен с приливом, в отверстии которого размещено цилиндрическое основание корпуса.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР 5 № 406275, кл. Н 02 К 41/06, 1971.

2.Авторское свидетельство СССР № 172902, кл. Н 02 К 5/16, 1963.