Устройство для измерения крутящего момента

СОЮЗ СОЕЕТСНИХСОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ 7(19) (11 УБЛИН ю 4 С 3 1 ЗОБРЕТЕНИЯ ТЕЛЬСТВУ АВТОРСКОМ с 3 м в о ии о уст и ИЗЬЖРЕНИЯ КРУТЯГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ(71) Институт проблем надежностдолговечности машин АН БССР(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯЩЕГО МОМЕНТА(57) Изобретение относится к контрольно-иэмерительной технике и может быть использовано для непрерывного бесконтактного измерения крутящего момента в приводах и механизмах. Цель изобретения - повьппениеточности измерения. Устройство соо закрепленные на упруа определенном расстоядругого зубчатые дискиовленные так, что при отсутствии скручивания вала противостоящие на его оси зубья на них совпадали по профилю. Устройство содержит также схему измерения, состоящуюиз бесконтактных датчиков 4 и 5 (БД),генератора 6 несущей частоты, обеспечивающего синхронное питание БД 4 и5, усилителей 7 и 8, блока вычитания 9, усилителя-ограничителя 10,один выход. которого соединен с индикатором крутящего момента 11, адругой - с частотомером 12Введение новых элементов и образованиеновых связей между элементами устройства позволяетобеспечить возможностьизмерения высокочастотных составляющих переменного крутящего момента.3 ил,Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для непрерывного бесконтактного измерения крутящего момента в приводах и в механизмах. ф Целью изобретения является повышение точности за счет обеспечения вбзможности измерения высокочастотных составляющих переменного крутящего момента.На Фиг.1 приведена схема устройства; на Фиг,2 - зубчатые диски с зубьями, имеющими профиль архимедовой спирали и соответствующий графикизменения зазора между поверхностьюзуба и датчиком при повороте дискана один зуб; на Фиг.З - графики,иллюстрирующие последовательностьпреобразования электрических сигналов от датчиков схемой измерения.Устройство состоит из двух зубчатых дисков 1 и 2, жестко закрепленных на упругом валу 3 на определенном расстоянии друг от друга, накоторых выполнены зубья (Фиг.2) спрофилем, описываемым архимедовойспиралью.Диски установлены на валу такимобразом, чтобы при отсутствии скручивания вала противостоящие по егооси зубья на них совпадали по профилю. Устройство содержит также схемуизмерения, состоящую из двух бесконтактных датчиков 4 и 5 для преобразования зазора между датчиком и проФилей зуба в электрический сигнал,генератора б несущей частоты, который обеспечивает синхронное питаниедатчиков 4 и 5, двух усилителейи8, блока 9 вычитания, усилителя-ограничителя 10, один выход которого соединен с индикатором 11 крутящего момента, а другой - с частотомером 12.Входы усилителей 7 и 8 сигналов соединены с выходами датчиком 4 и 5, авыходы - с входами блока 9 вычитания,Устройство работает следующим образом,При вращении вала 3 и отсутствииего скручивания (холостой ход) датчики 4 и 5 линейных перемещений питаемые генератором 6 несущей частоты (фиг. За), преобразуют переменнуювеличину зазора Ь в идентичные, амплитудно-модулируемые электрическиесигналы, которые подаются на усилители 7 и 8 и после усиления - на схему блока 9 вычитания. Вследствие5 10 15 20 25 30 того, что сигналы равны по амплитудеи Фазе во времени, так как Отсутствует сдвиг зубьев у дисков 1 и 2, на выходе схемы вычита ни я ра з но с тный сигнал будет равен нулю, При нагружении упругого вала 3 крутящим моментом зубчатые диски 1 и 2 поворачиваются относительно друг друга на угол, пропорциональный крутящему моменту. В этом случае возникает разница в зазорах Ь (Фиг,2) между датчиками 4 и 5 и соответствующими зубьями, и на вход блока вычитания будут поступать амплитудно-модулированные сигналы, сдвинутые по Фазе (Фиг. Зб, в). В результатеих вычитания на выходе блока 9 вычитания сформируется сигнал, пропорциональный величине крутящего момента (Фиг. Зг), который после детектирования и ограничения в усилителе-ограничителе 10 поступает на вход частотомера 12 (Фиг. Зд) для контроля частоты вращения и на вход индикатора 11 крутящего момента (Фиг, Зе).Таким образом, любое изменение крутящего момента вызывает изменение разницы зазоров между датчиками и зубьями, что приводит к соответствующему изменению величины напряжения, поступающего на вход индикатора крутящего моментаФормула изобретения Устройство для измерения крутящего момента, содержащее два жестко закрепленных на упругом валу на расстоянии один от другого зубчатых диска с идентичными зубьями, первый и второй бесконтактные датчики, установленные напротив зубчатых дисков и соединенные с генератором несущей частоты и соответственно с первым и вторым усилителями, выходы которых соединены с первым и вторым входами блока вычитания, выход которого соединен через усилитель-ограничитель с индикатором крутящего момента и частотомером, о т л и ч а - ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности за счет обеспечения возможности измерения высокочастотных составляющих крутящего момента,профиль зубьев дисков выполнен по архимедовой спирали, а бесконтактныедатчики представляют собой преобразователи линейных перемещений..Иванова Техред О.Гортва ков а еренц рректо Подписное ое ектн з 2758/41 ВНИИПИ Госу по делам 113035, Москва