Измеритель крутящего момента Советский патент 1979 года по МПК G01L3/10 

Изобретение относится -к области силоизмерительной техники. Известное устройство для измерения крутящего момента, содержащее ведущий и ведомый диски, соединенные между собой пружинами, механизм преобр-азования крутящего момента в осевое усилие и регистрирующий прибор, выполненный в виде пружинного силоизмерителя, не обеспечивает требуемой точности измерения 1. Наиболее близкое к изобретению техническое рещение - измеритель крутящего момента, содержащий ведущий и ведомый валы, снабженные дисками .с метками на периферии и связанные между собой посредством упругого элемента в виде .винтовой пружины и подвижной опоры в виде подщипника, наружлая обойма которого размещена в гнезде торца одного вала, а внутренняя насажена на хвостовик другого вала, импульсные датчики считывания меток и измерительную схему {2. Недостатком такого измерителя является низкая точность измерения, связанная с отсутствием возможности фиксации угла закручивания упругого элемента пр,и калибровке измерителя. Цель изобретения - новыщение точности и обеспечение удобства калибровки. Цель достигается тем, что предлагаемый измеритель снабжен узлом фиксаци.и угла закручивания упругого .элемента, выполненным в виде стержня, жестко связанного с хвостовиком .и перпендикулярного к оси вращения, при этом свободные концы стержня размещены в пазах нерабочего витка пружины со .стороны подвижной опоры и поджаты регулируемыми .упорами, расположенными в этом витке пружины. На фиг. 1 показана блок-схема измерителя; на фиг. 2 - упругий элемент с узлом фиксадии; на фиг. 3 - сечение Л-А на фиг. 2. Измеритель крутящего момента содерлшт упругий чувствительный элемент /, импульсные датчики 2 и 3 считывания меток и измерительную схему в виде электронного ключа 4, нелинейного фильтра 5 и индикатора 6. Упругий элемент / включает ведущий и ведомый валы 7 и 8, связанные винтовой пружиной 9 и подвижной опорой в виде подщипника 10, внутренняя обойма которого насажена на хвостовик вала 7, а наружная расположена в тнезде вала 8, диски и и 12 с метками на периферии дисков в виде зубьев и узел фиксации упругого элемента в виде стержня 13, жестко закрепленного в хвостовике вала 7, свободные концы которого расположены в пазах М нерабочего витка пружины 9 со стороны

подвижной опоры, и регулируемых упороп 15 и 16, расположенных в нерабочем витке пружины.

Измеритель крутящего момента работает следующим образом.

Упругий элемент 1 вставляют в разрыв кинематической цепи, где .необходимо измерить крутящий момент. При вращении упругого элемента импульсные датчики 2, 3 формируют импульсы в соответствии с количеством зубьев, имеющихся на дисках //, 12. Зубья на дисках нарезаны для того, чтобы повысить стабильность работы устройства при невысоких угловых скоростях вращения упругого элемента.

При отсутствии нагрузки датчики импульсов, формируют импульсы одновременно, а при закручивании упругого элемента импульс с датчика 2 опережает импульс с датчика 3. С датчиков 2, 3 импульсы поступают на электронный ключ 4, в качестве которого может быть использован, например, триггер, причем -импульсы с датчика 2 открывают ключ 4, а импульсы с датчика 3 закрывают ключ 4. Время открывания элекронного ключа 4 пропорционально углу закручивания упругого элемента / ,и обратно пропорционально числу его оборотов. Выход электронного ключа 4 соединен с входом нелинейного фильтра 5, сигнал с которого в виде напряжения постоянного тока пропорционален крутящему моменту, величину которого показывает индикатор 6.

Калибровка измерителя сводится к еледующему.

Поворотом упоров винтов 15 .и 16 до жесткого контакта со стержнем 13 фиксируется любой угол закручивания упругого элемента /, который может быть получен при нагрулсении его в -статическом ренсиме внещним моментом, задаваемым, например, при помощи рычажного приспособления, с любой заранее заданной точностью. Поело этого внещний момент снимают, и упругий элемент / начинают вращать. При этом

индикатор 6 показывает величину крутящего момента, заданную при помощи рычажного приспособления в статике.

Аналогично устанавливают значения показаний индикатора 6 для всего диапазона измеряемых величин крутящего момента. После этого упорные винты 15, 16 устанавливают таким образом, чтобы они не фиксирозали и не ограничивали угол закручивания упругого элемента /. При этом стержень }3 свободно перемещается внутри пазов 14 пружины 9 во всем диапазоне измеряемых моментов.

Формула изобретения

Измеритель крутящего момента, содержащий ведущий и ведомый валы, снабженные дисками с метками на периферии и связанные между собой посредством упругого элемента в виде винтовой пружины и подвижной опоры в виде подшипника, наружная обойма которого размещена в гнезде торца одного вала, а внутренняя насал ена на хвостовик другого вала, импульсные датчики считывания меток и измерительную схему, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и обеспечения удобства калибровки, он снабжен узлом фиксации угла закручивания упругого элемента, выполненным в виде стержня, жестко связанного с хвостовиком и перпендикулярного к оси вращения, при этом свободные концы стержня размещены в паз-ах нерабочего витка пружины со стороны подвижной опоры и поджаты регулируемыми упорами, расположенными в этом витке пружины.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.Авторское свидетельство СССР № 346613, кл. G 01 L 3/14, 1969.

2.Авторское свидетельство СССР № 465567, кл. G 01 3/10, 1972 (прототип).