Устройство для измерения угла закручивания вращающегося вала

СОЮЗ СОВЕТСКИСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК ОБРЕТ САНИ олескому ТЕЛЬСТВУ вателки и СССР80.СР1984,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ(71) Всесоюзный научно-исслеский институт горной геомехамаркшейдерского дела(56) Авторское свидетельство9 714182, кл. С О 1 1 3/О, 1Авторское свидетельство СУ 1267178, кл. С 01 1. 23/04,Я,3, 1."ЬРд"1 ф 54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УГЛААКРУЧИВАНИЯ ВРАЩАЮЩЕГОСЯ ВАЛА(57) Изобретение относится к измерительной технике и позволяет повысить точность измерений путем обеспечения регистрации углов закручивания нескольких сечений вала при знакопеременном развитии деформаций. Устр-во содержит измерители 3, 5 и 6 перемещений, выполненные в виде тензобалок, одним концом закрепленных на валу 213394на уровне регистрируемых сечений. Закрепленные на других концах тензобалок ролики 9 осуществляют их контакт с боковыми стенками профилированного по архимедовой спирали паза 8, выполненного в кулачке механизма 1 преобразования, При нагружении ва 1 бла 2 крутящим моментом концы тензобалок перемещаются вдоль паза 8 нарасстояния, пропорциональные угламзакручивания сечений вала 2, Величина и направление деформации тензобалок определяются тензодатчиками 12,1 ил.Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для измерения угла закручивания вращающегося вала при механических испытаниях валов на прочность, которые совместно с динамометрическим валом используются для измерения крутящего момента вращающегося вала.Целью изобретения является повышение точности путем обеспечения регистрации углов закручивания нескольких сечений вала при знакопеременном развитии деформаций.На чертеже представлена схема устройства, общий вид, и сечение А-А,Устройство содержит механизм 1 преобразования угла поворота сечений вала 2 в линейное перемещение,измеритель 3 перемещения, а также снабжено дополнительными измерителями 6 перемещений по числу дополнительных регистрируемых сечений вала 2. Измерители 3 - 6 перемещений выполнены в ниде тензобалок, одним концом закрепленных на валу 2 на уровне регистрируемых сечений, а другим - взаимодействующих с механизмом 1 преобразования, выполненным в ниде кулачка с приспособлением 7 для крепления его на валу 2 и с профилированным по архимедовой спирали пазом 8, в который входят концы тензобалок 3 - 6. При этом плоскости наименьшей жесткости тензобалок направлены к оси кулачка (сечение А-А). На концах тензобалок, размещенных в пазе, закреплены ролики 9,контактирующие с. обеими боковыми стенками паза.Крепление вторых концов тензобалок на регистрируемых сечениях вала осуществляется кольцами 10. Для снижения аэродинамического сопротивления детали устройства закрыты цилиндрическим кожухом 11. Тензобалки пред 10 15 20 25 30 35 40 ставляют собой упругие пластины, ориентированные относительно кулачка указанным образом и содержащие тензодатчики 12, включенные в отдельные измерительные цепи (не показаны) через токосъемные кольца (не показаны).Устройство работает следующим образом.Включают привод нагружения вала 2 (не показан) знакопеременным или постепенно возрастающим крутящим моментом, в результате происходит закручивание сечений вала, в которых закреплены кольца 10, относительно сечения, в котором закреплен кулачок 1, Вал 2 при этом может оставаться неподвижным или совершать вращение совместно с размещенным на нем устройством, При взаимном повороте сечений вала кольца 10 перемещают закрепленные на них тензобалки 3 - б по образующей вокруг оси вращения вала. Концы тензобалок, размешенные в пазе 8, перемещаются вдоль паза на расстояния, пропорциональные углам закручивания сечений вала относительно места закрепления кулачка 1 и в направлении, соответствующем направлению поворота сечений. Перемещение концов тензобалок посредством роликов 9 преобразуется в изгибающую деформацию тензобалок, причем величина деформаций тензобалок пропорциональна перемещениям тензобалок и поворотам соответствующих сечений. Тензодатчики 2 по изменению электросопротивлений измерительных цепей позволяют определить направление и величину деформаций тензобалок, а по ним - направление и величину углов закручивания сечений вала. При изменении направления закручивания вала изменяются направле - ние перемещения концов тензобалок вдоль паза, направление деформации1339416 Формула изобретения Составитель Э. ШумиловаТехред В.Кадар Корректор М, Демчик Редактор И, Шулла Заказ 4212/32 Тираж 76 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4. тензобалок, направление измененияэлектросопротивлений тензодатчиков 12.Обработка результатов измеренийсостоит в следующем. По изменению электросопротивления тензодатчиков512 определяют деформации тензобалок,а с учетом параметров нарезки пазапо деформации тензобалок определяютугловые перемещения сечений, на которых закреплены кольца 10, Частное .от деления угла поворота сечения нарасстояние от кулачка до кольца естьотносительная угловая деформациявала на данной базе. измерения. Степень неравномерности деформации определяется как разность между относительными угловыми деформациями наразличных участках вала,Количество тензобалок определяется потребной точностью измерения неравномерности деформации и принципиально не ограничивается. Чувствительность измерений зависит от параметров спирали чувствительности тензобалок.Предлагаемое устройство имеет более широкие технологические возможности, состоящие в обеспечении регистрации углов закручивания на нескольких базах измерения на одном валу вместо измерения закручивания вала на одной базе измерения при взаимном повороте двух сечений. Возможность измерения закручивания нескольких сечений вращающегося вала отно 35сительно одного базового сечения имеет большое значение при изучении деформации при неравномерном деформировании вала, например, при переходеза предел упругости материала вала.Устройство работает при знакопеременных деформациях, что позволяет использовать его в сложных условияхэксплуатации вала, Валом может быть45образец испытуемого материала при механических испытаниях на прочность.В этих случаях способность устройства регенерировать неравномерную деформацию вращающегося или неподвижного образца имеет большое значение,поскольку ни одно иэ известных устройств не приспособлено для измерения энакопеременных углов закручивания практически любого числа сеченийобразца. Кроме того, приспособленность предлагаемого устройства к регистрации показаний на записывающуюаппаратуру позволяет использоватьего для контроля за работой валовпри быстро изменяющихся режимах нагружения. Все эти качества предлагаемого устройства позволяют исследовать с высокой точностью и надежностью особенности развития и условия возникновения неравномерной деформациивращающегося объекта типа вала,Устройство для измерения угла закручивания вращающегося вала, содержащее преобразования угла поворота сечений вала в линейное перемещение и измеритель перемещения, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, оно снабжено дополнительными измерителями перемещений по числу дополнительных контролируемых сечений вала, выполненными в виде тензобалок, каждая из которых одним концом соединена с соответствующим контролируемым сечением вала, а другим - с механизмом преобразования, выполненным в виде закрепленного на валу кулачка с профилированным по архимедовой спирали пазом, в котором размещены концы тензобалок, снабженные роликами, причем плоскости наименьшей жесткости тензобалок радиально направлены к оси кулачка.