Измеритель момента Советский патент 1983 года по МПК G01L3/06 

Изобретение относится к измерительной технике, и может быть использовано для измерения крутящего момента в приборах точной механики.

Известен измеритель крутящего момента, содержащий ведущий и ведомый валы, механизм преобразования момента в осевое перемещение и индикатор перемещения tl}

Однако этот измеритель не обеспечивает требуемой точности измерения.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является измеритель момента, содержгиций два вала, связанных посредством винтовой пружины, преобразователь момента в перемещение, выполненный в риде подпружиненного толкателя, установленного в одном из валов, и кулачка, неподвижно установленного на другом валу и контактирующего с толкателем, и измерительный прибор С23Недостатком этого измерителя также является низкая точность измерения и5-за отсутствия возможности регулировки взаимного углового положени толкателя и кулачка.

целью изобретения является повышение точности измерения за счет

обеспечения возможности регулировки взаимного углового положения толкателя и кулачка.

Указанная цель достигается т, что в измеритель введен резьбовой плунжер, а винтовая пружина вып5лнена полой с одним глухим концом и смещенным центром внутреннего канала, заполненного рабочим телом, при10чем полость внутреннего канала гидравлически связана с резьбовым плунжером.

На фиг. 1 представлен измеритель момента, общий вид; на фиг. 2 - раз15рез А-А на фиг. 1; на фИг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 2.

Измеритель момента содержит чувствительный элемент 1, выполненный в виде Щ1линдрической винтовой пру20жины кручения, жестко соединенной с валом 2, в котором установлены толкатель 3 и пружина 4. Кулачок 5 неподвижно укреплен на валу 6. Вгыпы 2 и 6 вращаются в радиально-упорных 25 подшипниках 7 и 8, установленных в корпусе 9.

Толкатель 3, шарнирнр связанный со штоком 10 первичного преобразователя 11 перемещений, имеет Возмож- .

30 ность только осевого перемещения

относительно вала 2 и вращается вместе с последним. Угловая фиксация толкателя 3 осуществляется при помощи штифта 12.

Для установки подшипников 7 и 8 на валах 2 и б и в корпусе 9 используются пружинные кольца 13-15.

Винтовая цилиндрическая пружина 1 выполнена полой (фиг. .3) со смещенным в радиальном направлении (в сторону оси 16 навивки или от нее ) центром 17 канала 18. При этом полость канала гидравлически связана с источником регулируемого давления, в качестве которого применен резьбовой плунжер 19 со шлицом, установленный на одном из концбв пружины и уплот.ненный при помощи кольца 20.

Измеритель работает следующим образом.

Передаваемый при вращении валов

2и 6 крутящий момент вызывает закручивание чувствительного элемента 1, которое, в свою очередь, приводит к относительному провороту валов 2 и

6, а следовательно, и к повороту кулачка 5, жестко соединенного с валом 6, относительно толкателя 3 установленного внутри вала 2.. При этом кулачок 5 линейно перемещает толкатель

3на величину, пропорциональную углу поворота вала б относительно вала 2. Так как этот угол поворота определяется углом закручивания чувствительного элемента, который nponopiviOHa-лен крутящему моменту, то, следовательно, перемещение толкателя 3 и шарнирно связанного с ним штока 10 первичного преобразователя 11 перемещений будет пропорционально крутящему моменту. При этом закон перемещения толкателя 3, т.е. форма рабочей поверхности кулачка 5, выбирается таким, чтобы между перемещением и углом поворота, а значит и крутящим моментом, бьша линейная зависимость. Перемещение штока 10 первичного преобразователя 11 перемещений преобразуется в электрический сигнал, пропорциональный крутящему моменту, и воспринимается регистрирующей аппаратурой. Чувствительный элемент 1 будет скручиваться до тех пор, пока развиваемый им момент не будет равен измеряемому. При равенстве этих моментов валы 2 и б будУт вращаться синхронно. При изменении.передаваемого крутящего момента возникает новое угловое смещение, которое вызывает пропорциональное изменение электрического сигнала.

Регулировка первоначального взаимного углового расположения толкателя 3 и кулачка 5 при наладке или в процессе работы несмотря на жесткое соединение концов пружины с валом 2 и кулачком 5 достигается вращением плунжера 19 при помощи шлицевого паза, в процессе которого в полости канала 18 пружины 1 меняется давление .

Благодаря несовпадению центра 17 канала 18 с центром тяжести Ц сечени под действием давления образуетсяпоперечный изгибающий момент, изменяющий кривизну навивки пружины, при этом происходит скручтивание или раскручивание пружины с взаимным угловым перемещением ее торцов.

Использование в измерителе пружины со смещенным центром внутреннего канала и плунжера позволит производить взаимнуюугловую выставку толкателя и кулачка на нулевое положение, а также осуществлять взаимное согласование характеристик кулачка и первичнрго, преобразователя. Кроме того, это позволит корректировать упругую характеристику пружины в процессе эксплуатации.

Формула изобретения

Измеритель момента, содержшдйй два вала, связанных посредством винтовой пружины, преобразователь момента в перемещение, выполненный в виде подпружиненного толкателя, установленного в одном из валов, и кулачка, неподвижно установленного на другом валу и контактирующего с толкателем, и измерительный прибор, отличающийся тем, что, с целью повышения точности за счет обеспечения возможности регулировки взаимного углового положения толкателя и кулачка, в него введен резьбовой плунжер, а винтовая пружина выполнена полой с одним глухим концом и смещенным центром внутреннего канала, заполненного рабочим телом, причем полость внутреннего канала гидравлически связана с резьбовым плунжером.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Юдин В.А. Механизмы приборов. .М., Машгиз, 1952, с. 273.

2.Айторское свидетельство СССР

532021, кл. G 01 L З/Об, 14.03.75 (прототип ).

f2 f

/ .

f 9