Устройство для измерения моментов тренияСКОльжЕНия и РАдиАльНыХ уСилий B СилОВыХцилиНдРичЕСКиХ шАРНиРАХ Советский патент 1981 года по МПК G01L1/04 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МОМЕНТОВ ТРЕНИЯ СКОЛЬЖЕНИЯ И РАДИАЛЬНЫХ УСИЛИЙ В СИЛОВЫХ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ШАРНИРАХ внутренними обоймами (при соответствуюиих размерах и нагрузках это могут быть шариковые или др. подшипники качения). Крайние втулки центрируются по средней с помощью совмещения конических торцов, образуемых выступами средней и впадинами крайних втулок. В местах совместного осе вого центрирования втулки соединены шпонками 10 и 11. В осевом направлении втулки затянуты расположенной внутри их полостей шпилькой 12 и гай ками 13 и 14, опирающимися на полусферические шайбы 15 и 16. Шпилька 12 связана с наружными обоймами 17 и 18 игольчатых подшипников В и 9 с помощью торсионных тензометрических валиков 19 и 20 и фигурных стаканов 21 и 22. Валики со Шпилькой и стаканами связаны профильным(квадратным соединением, а фигурные стаканы с обоймами 17 и 18 штифтами 23 и 24. Кроме того, шпилька 12 связана с вту каг/ш 4 и 5 шпонками 25 и 26 . Осевая фиксация устройства в шарнире обеспечивается шайбами 27, прикрепляемыми к звеньям б и 7 шарнира болтами 28. Фигурные стаканы закрыты резьбовыми крышками 29 и 30, Шпилька 12 имеет в средней части шейку, на кото рой установлены датчики деформаций, например, тензодатчик31 для измерения радиального, усилия Цд, действующего на шарнир.Токовывод тензодатчи ков 31 осуществляется через полый резьбовой палец 3,Торсионные валики 19 и 20 также имеют шейки для устан ки датчиков 32 деформаций, с , помощью которых измеряют величину момента трения Мти в шарнире между наружными обоймами игольчатых подшипников и опорными вкладышами неподвижных частей шарнира. Токовывод тензодатчиков 32 осуществляется через крышки 29 и 30. Устройство устанавливается, например, в седельносцепном механизме тягача вместо рабочих пальцев, контактирующих с вкладышами шарнира 33 и 34. Измерительное устройство работает следующим образом. Внешняя радиаяьная нагрузка Q че рез подвижное звено 2 шарнира (фиг. 1) и среднюю втулку 1 передается коническими торцами на крайние втулки 4 и 5 в виде сил нормального давления N, составляющие которого S и соответственно S растягивают шпиль ку 12 в пределах упругих деформаций Выражение для определения усилия Sn можно найти еледутацимобразом. Из статического равновесия втулки 1 следует; (l 2(Ncosot f NsincA) , откуда . ...gs 2lcos«i f s i nij Из равновесия втулки 4 и 5 можно получить формулу: S Nsina-f- Ncoso6-fo. i; n f COS Oi -, , , .5(1д (-5; ;г;Тпоб 0 ) Введя обозначение . ,/ n -q /§iD :f:9059 -o.f .5 (.cosoHf-sinoi ° получаем S 0,5.Q, где Kp - коэффициент пропорциональности (константа), зависящий от значения коэффициентов трения f по коническим поверхностям сопрягаемых втулок о S игольчатом подшипнике, и от угла et - скоса конических торцов (фиг. 1). .Для практических измерений величину Кг, целесообразно определять экспериментальным путем при тарировке устройства. Таким образом, величина нагрузки (i;v измеряется по величине осевой деформации шпильки 12 под действием зодатчиков 31. Нагрузка 0,д через опорные втулки уравновешивается опорными реакциями. Кд/2. За счет сил трения между наружными обоймами подшипников 17(18). и вкладышами 37(34) шарнира появляешься момент трения, определяемый выражением Ч « fc- где dy,.- наружный диаметр наружных обойм игольчатых подшипников, равный диаметру рабочих пальцев; f - коэффициент трения скольжения между наружными обоймами игольчатых подшипников и вкладышами шарнира. Игольчатые подшипники введены для уменьшения влияния сил трения в опоре на точность измерения, так как коэффицие.нт трения f значительно меньше коэффициента трения по вкладааиам 33(34) . При работе рулевого устройства тягача подвижное звено 2(серьга) вращается и через неподвижно закрепленную в нем втулку 1, шпонки 10 и 11 вращает втулки 4 и 5, которые поворачивают шпонки 25 и 26, шпильку 12, вращающую через торсионные валики 19 и 20 и фигурные стаканы 21 и 22 наружные обоймы подшипников 8 и 9. Торсионные валики при этом нагружаются крутящим моментом . Величину этого момента измеряют по деформации кручения торсионных валиков 19 и 20 с помощью тензодатчиков 32. Устройство позволяет определять величину и характер усилий и моментов- трения в цилиндрических шарнирах сцепных механизмов тягачей или др. транспортных машин. Формула изобретения Устройство для измерения моментов. трения скольжения и радиальных уси