Измерительный преобразовательКРуТящЕгО MOMEHTA гРЕбНОгО ВиНТА Советский патент 1981 года по МПК G01L3/10 

(54) ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ КРУТЯЩЕГО МОМЕНТА ГРЕБНОГО ВИНТА

I

Изобретение относится к области силоизмерительной техники и может быть использовано для определения крутящего момента гребных или воздушных -винтов.

Известное устройство для измерения осевого усилия и крутящего момента на валу гребного винта, содержащее узлы измерения осевого усилия и крутящего момента, встроенные в вал в районе ступицы винта, не обеспечивает требуемой точности измерения 1.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к данному изобретению является измерительный преобразователь крутящего момента гребного винта, содержащий встроенный в вал торсионный упругий элемент и связанные с ним магнитные системы дифференциального преобразователя перемещений в электрический сигнал 2J.

Недостатком такого измерительного преобразователя также является низкая точность измерения, обусловленная влиянием изгибных деформаций упругого элемента от действия поперечных сил, действующих на вал со стороны гребного винта.

Целью изобретения является повышение точности измерения при изгибных деформациях упругого элемента.

Указанная цель достигается за счет того, что магнитные системы размещены на , расстоянии ,,., 5 0,35+0.5 К ,

0,

от крайнего сечения упругого элемента со сторонь воздействия изгибающих сил, где , и Ру - заданные значения to изгибакУщего момента и поперечной си41ы, действующих на вал со стороны гребного винта, а L - длина упругого элемента. На фиг. I изображен описываемый измерительный преобразователь, разрез; на фиг. 2 - вид по стрелке А фиг. 1; на фиг. 3 15 сечение Б-Б фиг. 2.

Измерительный преобразователь крутящего момента гребного винта содержит встроенный в вал торсионный упругий элемент длиной L, который образован из калиброванного участка вала 1 и балочек 2 (фиг.

20 1-2), жестко связывающих крайние поперечные сечения участка вала. Балочки расположены концентрично оси вала и имеют прямоугольное сечение (поперечное), ориентированное своей наибольшей жесткостью на изгиб в радиальном напра.влении. В промежутке между балочками за одно целое с валом образованы две пары консольно свисающих от крайних сечений упругого эле-мента к его середине выступов 3 и 4, выполняющих роль кронштейнов для крепления магнитных систем преобразователя. При этом на одной паре выступов закреплены ферритовые сердечники с катушками индуктивности 5 (фиг. 3), а на другой, связанной с противоположным сечением упругого элемента, ферритовые сердечники без катушек 6 (пластины, замыкающие магнитныепотоки). Геометрические центры магнитных систем расположены в диаметрально противоположных точках поперечного сечения упругого элемента на расстоянии ,5 К , от крайнего сечения со стороны воздействия сил, где К - безразмерный коэффициент, учитывающий расстояние от точки приложения изгибающих усилий гребного ви.нта до упругого элемента и численноравный Здесь Мц и Ру - заданные значения изгибающего момента и поперечной силы,действующих на вал со стороны гребного винта, а L - длина торсионного элемента. Индуктивности катущек каждой из магнитных систем включены в контуры LC - генераторов 7 и 8. Частоты этих генераторов смещиваются смесителем 9. Разностная частота после формирования по фронту и амплитуде формирующим устройством 10 и усилителем 11 подается на регистрирующий прибор. Под действием измеряемого крутящего момента М калиброванный участок вала 1 и балочки 2 испытывают деформации кручения. Выступы 3 и 4 смещаются относительно друг друга. Один из воздушных зазоп аззз+о,5к I 0. Фаг.1 ов 5о между сердечниками 5 и 6 увеличиается, а другой уменьшается. В результае изменяются пропорционально крутящему моменту индуктивности генераторов 7 и 8 и частота электрического сигнала на выходе усилителя 11. Размещением магнитных систем на растоянии a от крайнего сеения упругого элемента со стороны возействия изгибающих сил позволит обеспеить неизменным интегральное значение возушных зазоров So в магнитных системах каждого из генераторов преобразователя и, как следствие, стабильность электрического сигналана его выходе при изгибных деформациях упругого элемента. Формула изобретения Измерительный преобразователь кpyтяJ щего момента гребного винта, содержащий встроенный в вал торсионный упругий элемент и связанные с ним магнитные системы дифференциального преобразователя перемещений в электрический сигнал, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения при изгибных деформациях упругого элемента, магнитные.системы. размещены на расстоянии а от крайнего сечения упругого элемента со стороны воздействия изгибающих сил, где , MM и Р - заданные значения изгибающего момента и поперечной силы, действующих на вал со стороны гребного винта, а L - длина упругого элемента. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1Авторское свидетельство СССР jVo 468114, кл. G 01 L 1/08, 1973. 2Авторское свидетельство СССР № 547658, кл. G 01 L 3/10, 19.12.75 (прототип) .