Устройство для измерения крутящего момента Советский патент 1982 года по МПК G01L3/14 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КРУТЯЩЕГО МОМЕНТА Изобретение относится к силоизмерительной технике и может быть использовано для измерения крутящего момента, передаваемого вращающимися валами. Известное устройство для измерения крутящего момента, содержащее ведущий и ведомый валы, связанные посредством планетарного механизма, водило которого через упругий элемент с размещенными на нем тензодатчиками соединено с неподвижным корпусом 1. Однако это устройство не обеспечивает требуемой точности измерения из-за сложности кинематической схемы устройства 1. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является устройство для измерения крутящего момента, содержащее концентричные ведущий и ведомый элементы, связанные посредством расположенной в радиальной плоскости упругой балки, жестко соединенной с ведомым элементом и контактирующей с упорами ведущего элемента, и механизм преобразования деформации упругой балки в осевое перемещение, выполненный в виде расположенной в зоне оси устройства на консольной части упругой балки профилированной поверхности, контактирующей с установленным по оси уст., ройства индикатором перемещения 2. Недостатком такого устройства также является низкая точность измерения, обусловленная влиянием действующей на элементы упругой балки центробежной снлы, приводящей к дополнительному смещению профилированной поверхности относительно оси устройства. Цель изобретения - повыщение точности измерения. Указанная цель достигается тем, что в устройство введен центробежный компенсатор, выполненный в виде расположенного в плоскости упругой балки коромысла, установленного с возможностью вращения относительно оси пальца, связанного с ведомым элементом и параллельного оси устройства, причем одно плечо коромысла щарнирно связано с консольной частью упругой балки посредством размещенных на ней направляющих, а на другом плече установлен подвижный противовес. На фиг. I представлено предлагаемое устройство, обилий вид; на фиг. 2 - то же, вид в плане. Устройство для измерения крутящего момента содержит ведомый элемент 1 (вал агрегата), на котором жестко закреплена упругая балка 2, имеющая контакт с упорами 3 ведущего элемента 4 щкива (клиноременного привода). Механизм преобразования деформации упругой балки в осевое Перемещение выполнен в виде профилированной (наклонной) поверхности 5 на консольной части 6 упругой балки 2 и индикатора перемещения 7, установленного соосно с валом 1 посредством кронштейна 8. Шток индикатора опирается на профилированную поверхность 5. На валу 1 закреплен параллельно валу в плоскости оси вала 1 и балки 2 палец 9. На пальце установлено с возможностью вращения относительно его оси ко: ромысло 10, центробежного компенсатора, одно плечо которого щарнирно связано с консольной частью 6 упругой балки 2 посредством направляющих 11, а иа другом плече установлен подвижный противовес 12. На шкиве клиноременного привода 4 закреплен кожух 13, закрывающий упругую балку 2 и коромысло 10. Устройство работает следующим образом. При вращении ведущего элемента 4упор 3 давит на балку 2 и приводит во вращение ведомый элемент 1. При нагрузке на ведомом элементе 1 балка 2 изгибается. При этом консольная часть 6 балки 2 смещается в радиальном направлении относительно оси ведомого элемента 1, что вызывает перемещение контактирующего с наклонной поверхностью штока 5 индикатора 7. Смещение консольной части 6 балки 2 относительно оси ведомого элемента 1 вызывает пропорциональное перемещение связанного с ней по направляющим 11 плеча коромысла 10. Смещение коромысла 10 от оси вала 1 изменяет угол между осью коромысла 10 и направлением действия на противовес 12 центробежной силы. В результгГте на коромысло 10 действует момент центробежной силы, который стремится переместить связанную с коромыслом 10 консольную часть 6 балки 2 в радиальном направлении к оси вала 1. Положение противовеса 12 на коромысле 10 и масса противовеса 12 устанавливаются при вращеНИИ вала 1 с известным смещением консольней части 6 балки 2 так, чтобы под действием центробежных сил не происходило изменение фиксируемого при статическом положении вала 1 показания индикатора 7. Отрегулированный таким образом центробежный компенсатор уравновешивает действие центробежной силы на консольную часть 6 балки 2 в широком диапазоне скорости вращения и нагрузки на валу 1. Кожух 13 устраняет действие на вращающиеся детали устройства силы давления воздуха. Использование в устройстве центробежного компенсатора позволит повысить точность измерения, так как действие на балку центробежной силы, вызывающей при нагрузке на валу дополнительное смещение консольной части балки с наклонной поверхностью в радиальном направлении от оси вала и создающей тем самым искажения при измерениях, компенсируется моментом центробежной силы, приложенным к коромыслу компенсатора. Формула изобретения Устройство для измерения крутящего момента, содержащее концентричные ведущий и ведомый элементы, связанные посредством расположенной в радиальной плоскости упругой балки, жестко соединенной с ведомым элементом и контактирующей с упорами ведущего элемента, и механизм преобразования деформации упругой балки в осевое перемещение, выполненный в виде расположенной в зоне оси устройства на консольной части упругой балки профилированной поверхности, контактирующей с установленным по оси устройства индикатором перемещения, отличающееся тем, что, с целью повыщения точности измерения, в него введен центробежный компенсатор, выполненный в виде расположенного в плоскости упругой балки коромысла, установленного с возможностью вращения относительно оси пальца, связанного с ведомым элементом и параллельного оси устройства, причем одно плечо коромысла шарнирно связано с консольной частью упругой балки посредством размещенных на ней направляющих, а на другом плече установлен подвижный противовес. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 203984, кл. G 01 L 1/04, 18.01.66. 2. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2487144/18-ю, кл. G 01 L 3/04, 20.05.77 (прототип).

/J