МЕХАНИЧЕСКИЙ ДАТЧИК К ПРИБОРАМ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КРУТЯЩЕГО МОМЕНТА Советский патент 1951 года по МПК G01L3/14 

Основной недостаток известных механических датчиков к приборам для измерения крутящего момента заключается в том, что потери на трение в звеньях кинематической цепи таких датчиков весьма значительны, что оказывает отрицательное влияние на точность показаний связанных с ними силоизмерителей.

Этот недостаток в значительной степени устранен в описываемом механическом датчике, выполненном в виде приводной втулки, вращаемой от привода двигателя и передающей прилагаемое усилие вращения на вал испытуемой машины и связанному с ним силоизмерительному устройству через кинематическую цепь, преобразующую усилие вращения как по его величине, так и направлению.

Преимущество такого устройства механического датчика заключается в том, что он осуществляет передачу усилия вращения силоизмерительному устройству с незначительным перемещением звеньев кинематической цепи, механизма, в результате чего снижаются обычные для механических датчиков потери на трение и повышается точность показаний силоизмерителя.

На чертеже изображена схема, датчика и распределение действующих в нем сил.

Датчик выполнен в виде двух соосных втулок - наружной (1) и внутренней (2). Наружная втулка имеет клиновую впадину (3) и приводится во вращательное движение трансмиссией (4) либо иным приводом; внутренняя втулка (2) жестко связана с ведомым валом (5) рабочей машины.

Кинематическая связь между втулками осуществляется посредством шатуна (6), который свободно качается на оси (7), жестко закрепленной в упорах на втулке (2). На противоположном конце шатуна установлены два сферических подшипника (8) и (9), из них подшипник (8) ограничен направляющими упорами (10), наваренными на втулке (2), а подшипник (9) соприкасается со стенками впадины (3), воспринимает усилие от измеряемого крутящего момента и работает, как ролик.

В процессе вращения втулок в точке соприкосновения скосов впадины и поверхности подшипника (9) возникает усилие, отжимающее шатун (6) и заставляющее его скользить по скосам впадины.

Шатун посредством шарика (11) и самоцентрирующегося стержня (12) опирается на шарик (13), передающий усилие на гидравлическую мессдозу (14).

Осевое усилие от нормальной составляющей крутящего момента, передаваемое на шатун (6), уравновешивается реакцией мессдозы. Линейное перемещение шатуна, ограниченное рабочим ходом мессдозы, не превышает 1-2 мм; следовательно, шатун не может выйти из зацепления с впадиной и должен вращаться вместе со втулкой (1), передавая усилие вращения через подшипник (8) втулке (2) и через нее ведомому валу (5) рабочей машины.

Величина давления шатуна на мессдозу прямо пропорциональна величине крутящего момента. Воспринимаемое мессдозой давление передается регистратору с самопишущим устройством либо манометру (15). Вместо гидравлической мессдозы может быть применен любой динамометр (пьезокристаллический и др.) с малым перемещением чувствительного элемента.

1. Механический датчик к приборам для измерения крутящего момента, отличающийся тем, что он выполнен в виде приводной втулки, вращаемой от привода двигателя и передающей прилагаемое усилие вращения на вал испытуемой машины и связанному с ним измерительному устройству через кинематическую цепь, предназначенную для преобразования прилагаемого усилия вращения как по его величине, так и по направлению.

2. Механический датчик по п. 1, отличающийся тем, что его кинематическая цепь для преобразования прилагаемого усилия вращения выполнена в виде закрепленного на торце внутренней втулки, соединенной жестко с валом машины и соосной приводной втулке, качающегося рычага, несущего катящийся по скосу клиновой впадины на приводной втулке ролик и снабженного самоцентрирующимся стержнем, передающим преобразованное усилие гидравлической мессдозе или иному силоизмерительному устройству.