Ихмеритель крутящего момента Советский патент 1981 года по МПК G01L3/14 

(54) ИЗМЕРИТЕЛЬ КРУТЯЩЕГО МОМЕНТА

I

Изобретение относится к силоизмерительной технике и может быть использовано для измерения крутящего момента на роторе буровой установки.

Известно устройство для измерения крутящего момента, содержащее соосные ведущую и ведомую втулки, механизм преобразования момента в осевое усилие, выполненный в виде качающегося рычага, расположенного на торце ведомой втулки и несущего катящийся по .скосу клиновой впадины ведущий втулки ролик, я самоцентрирующегося стержня, передающего преобразованное усилие гидравлической массдозе 1 .

Однако данное устройство, не обеспечивает требуемой точности измерения.

Наиболее близким к предлагаемому по- технической сущности и достигаемому результату является измеритель крутящего момента, содержащий ведущую полумуфту с пазами, ведомый вал, механизм преобразования момента в осевое усилие и гидравлический силоизмеритель с неподвижной втулкой, опорным диском и воспринимающим элементом 2.

Недостатком такого измерителя является низкая надежность и точность измерения.

Цель изобретения - повышение надежности и точности измерения.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве механизм преобразования момента в осевое усилие выполнен в виде трехплечих рычагов, установленных на перпендикулярных валу и жестко связанных с ним осях, и концентричного валу подвижного диска с фасонной профилированной поверхностью, а воспринимающий злемент гидравлического силоизмерителя выполнен в виде заполнешкн-о рабочим телом резинового шланга, концентрично расположенного в кольцевом гнезде, образованном неподвижной втулкой и опорным диском, причем одно плечо каждого рычага размещено в соответствующем пазу ведущей полумуфты, а два других - размещены в фасонной профилированной поверхности подвижного диска.

На фиг. 1 представлен предлагаемый измеритель, общий вид; на фиг. 2 - механнзм преобразований момента в осевое усилие. Измеритель крутящего момента содержит ведомый вал 1, на котором свободно размещена ведущая полумуфта 2 и подвижный диск 3 механизма преобразования момента в осевое усилие. Вал 1 снабжен жестко укрепленными на нем радиально расположенными осями 4, на которых на подшипниках 5 размещены трехплечие рычаги 6 со сферическими роликами 7 на концах. Одно плечо каждого рычага6 входит в соответствующий паз 8 полумуфты 2, а два других плеча размещены в фасон ной профилированной поверхности 9 подвижного диска 3, которая выполнена таким образом, что при любом угле поворота рьгаагов 6, во время работы измерителя, плечо деистВИЯ силы в точке контакта рычага с опорным диском 3 остается постоянным. Полумуфта 2 установлена на валу 1 на подшипниках 10. Гидравлический силоизмеритель содержит воспринимающий элемент в виде резинового шланга 11 высокого давления, опорный диск 12 и неподвижную втулку 13. Шланг 11 концентрично расположен в кольцевом гнезде, об разованным опорным диском 12 и втулкой 13. Один конец шланга герметично закрыт пробкой, а другой его конец с помощью шту цера 14 соединен с трубопроводом 15, гидрав лически сообщающим внутреннюю полость шла га со вторичной аппаратурой 16, Между подвижным диском 3 и опорным диском 12 размещен упорный подшипник 17, через который передается усилие к гидравлическому силоизмерителю. Измеритель момента закрыт кожухом 18, нижняя часть которого одновременно служит картером для масла. Кожух 18 с помощью болтов крепится к неподвижной втулке 13, Измеритель установлен на вал ротора 19 буровой установки на шпонке 20, от осевого смещения он удерживается стаканом 21 и болтами 22. Полумуфта 2 через шлицевую втулку 23 и щпильки 24 соединена с кардан ным сочленением привода ротора буровой установки, а втулка 13 прикреплена болтами 25 к ротору 26 буровой установки. Измеритель работает следующим образом. Перед. работой гидравлическая система измерителя заполняется рабочей жидкостью с н которым начальным давлением. При включении ротора усилие от приводно го механизма передается на полумуфту 2 и плечи рычагов 6, находящиеся в пазах полумуфты. Рычаги 6, поворачиваясь относительно осей 4 на некоторый угол, давят одним из двух противополож П 1х плеч (в зависимости от направления вращения) на подвижный ДИСК 3. Усилие через подвижный диск 3 и упорный подшипник 17 передается на опорный диск 12, который перемещаясь, сжимает резиновый шланг 11 высокого давления. При этом давление жидкости внутри шланга возрастает (пропорционально действующему крутящему моменту) и сигнал передается вторичным приборам 16. Приборы 16 позволяют осуществлять визуальный контроль момента и регистрацию его на диаграммной ленте. При снятии момента под действием давления жидкости элементы измерителя возвращаются в исходное положение. При изменении направления вращения работа измерителя происходит аналогичным образом с той, лишь разницей, что усилие на диски 3 и 12 передаются через другие плечи рычагов 6. Использование измерителя позволяет повысить его надежность и точность за счет применения в механизме преобразования момента в осевое усилие трехплечих рычагов н подвижного диска с фасонной профилированной поверхностью, а также за счет использования в гидравлическом силоизмерителе резинового шланга высокого давления. Формула изобретения Измеритель крутящего момента, содержащий ведущую полумуфту с пазами, ведомый вал, механизм преобразования момента в осевое усилие и гидравлический силоизмеритель с неподвижной втулкой, опорным диском н воспринимающим элементом, о- личающ и и с я тем, что, с целью повышения надежности и точности измерения, в нем механизм преобразования момента в осевое усилие выполнен в виде трехплечих рычагов, установленных на перпендикулярных валу и жестко связанных с ним осях, и концентричного валу подвижного диска с фасонной профилированной поверхностью, а воспринимаю щий элемент гидравлического силоизмерителя выполнен в виде заполненного рабочим телом резинового шланга, концентрично расположенного в кольцевом гнезде, образованном неподвижной втулкой и опорным диском, причем одно плечо каждого рычага размещено в соответствующем пазу ведущей полумуфты, а два других - размещены в фасонной профилированной поверхности подвижного диска. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1,Авторское свидетельство СССР N 84824, кл. G 01 L 3/14, 10.12.48. 2.Авторское свидетельство СССР № 95281, кл. G 01 L 3/14, 30.10.50 (прототип).

J- :L-i619 1 П

Фиг.1 20