Устройство для измерения крутящегомомента

Союз Советских Социалистических РеспубликОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВ ЕТИЛЬСТВУ(5)М. Кл.з С 01 Ь 3/10 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(71) Заявители Институт проблем надежности и долговечности машин АН Белорусской ССР и Минский тракторный завод(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КРУТЯЩЕГО МОМЕНТА10 Изобретение относится й силоизмерительной технике и может быть использовано для измерения крутящего момента на вращающихся валах стационарныхустановок и транспортных средств.Известен датчик крутящего момента,содержащий упругий элемент, выполненный в виде полого цилиндра со сквозными пазами по образующим, рассекающими тело цилиндра на ряд гщастин, ииндуктивный датчик угла закручивания,упругого элемента 1.,Известное устройство имеет ограниченную область применения иэ-за иеоб" .ходимости установки его в разрыв вала 1 зи не. обеспечивает требуемую точностьизмерения. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предложенному является устройство для измерения крутящего момента, содержащее упругий элемент в виде вала, коицентрнчный валу трубчатый элемент и индуктивные датчики, соединенные с измерительной схемой 2 .Недостатком такого устройства является низкая точность измерения.4 ель изобретения - повышение точности измерения. Указанная цель достигается тем, что в него введен дополнительный упругий элемент, выполненный в виде торообраэной оболочки, установленной коаксиально трубчатому элементу, а трубчатЫй элемент выполнен в виде двух жестко связанных с концами базового участка вала втулок с параллельными оси вала выступами, свободно размещенными в пазах друг друга, причем дополнительный упругий элемент поджат в осевом направлении к выполненным на концах выступов одной втулки Фланцам при помощи концентричной валу гайки с шайбой, установленной на. концах выступов другой втулки, при этом датчики расположены циаметрадЬ- но противоположно около торообразной поверхности дополнительного упругого. элемента и соединены последовательно а также эа счет того, что торообразиая оболочка дополнительного упругого элемента выполнена из бериллневой бронзЫ с уменьшением толщины сечения оболочки к периФерии, а на наружной поверхности нанесен магнитоанизотропный.слой.На Фиг 1 представлено устройство, общий вид; на фиг, 2 - кннематическая схема.Устройство для измерения крутящегомомента (фиг. 1) содержит упругий элемент в виде вала 1 и трубчатый элемент,выполненный в виде двух жестко связайных с концами базового участка валараэреэных втулок 2 и 3 с параллельными оси вала выступами 4 и. 5, установленных на вал 1 так, что выступы 4Ф,втулки 2 входятзазором в пазы втулки Э, а выступы 5 втулки Э входят сзазором в пазы втулки 2. Выступы вту рлки 2 имеют фланцы 6, а на выступахвтулки 3 размещена шайба 7 и гайка 8.Между фланцами 6 втулки 2 и шайбой 7втулки Э установлен дополнительныйУпругий элемент 9 в виде торообразнойоболочки, связанной с последними соответственно шарнирами 10 и 11. Упругийэлемент 9 охвачен двумя индуктивнымидатчиками 12 и 13, взаимодействующимис его наружной поверхностью . Датчики12 и 13 соединены последовательно и 2 Оподключены через электронный блок 14к регистрирующему прибору 15. При установке устройства на вал 1 выступамвтулок трубчатого элемента сообщаетсяпредварительная закрутка на угол И=5- 510 (фиг. 2) и осевой натяг для исключения зоны нечувствительности и получения линейной характеристики датчика.Устройство работает следующим образом.При отсутствии крутящего моментана валу 1 производится балансировкаизмерительного моста электронного блока 14, регистрирующий прибор 15 настра 35ивается на нулевое положение. Принагружении вращающегося вала 1 крутящим моментом происходит относительноетангенциальное смещение плоскостейкрепления к валу 1 втулок 2 и Э,что 40вызывает закрутку выступов втулок 2и 3 и изменение угла (фиг.2) .Приэтом происходит осевое сжатие дополнительного упругого элемента 9 и увеличение его диаметра, пропорциональноеФвеличине передаваемого валом 1 крутящего момента. Изменение диаметра упругого элемента 9 измеряется индуктивными датчиками 12 и 13, соединеннымипоследовательно,что исключает влияниебиений вала 1 при вращении на реэультаты измерений,Устройство позволяет измерять свысокой точностью знакопеременныйкрутящий момент на валах, вращающихсяс высокими угловыми скоростями. ВыполнениЕ торообраэной оболочки иэ бериллиевой бронзы с уменьшением толщинысечения к периферии и наличие тонкого ферромагнитного слоя на ее поверхности позволяет использовать устройство при высоких частотах изменения измеряемого крутящего момента, так как практически исключается как механический, так и магнитный гистерезис.Налйчие на поверхности торообразной оболочки слоя с магнитоанизотропными свойствами позволяет повысить чувствительность устройства, так как происходит в процессе измерения не. только изменение линейного размера, пропорциональное изменению измеряемого крутящего момента, но и изменение магнитных свойств.магнитоанизотропного слоя. При этом сигнал индуктивного датчика определяется укаэанными воздействиями.формула изобретения 1. Устройство для измерения крутящего момента, содержащее упругий эле-мент в виде вала, концентричный валутрубчатый элемент и индуктивные датчики, соединенные. с измерительной схемой, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что,с целью повышения точности измерения,в него введен дополнительный упругийэлемент, выполненный в виде торообраэной оболочки, установленной коаксиально трубчатому элементу, а трубчатыйэлемент выполнен в виде двух жесткосвязанных с концами базового участкавала втулок с параллельными оси валавыступами, свободно размещенными впазах друг друга, причем дополнительный упругий элемент поджат в осевомнаправлении к выполненным на концахвыступов одной втулки фланцам при помощи концентричной валу гайки с шайбой, установленной на концах выступовдругой втулки, при этом датчики расположены диаметрально противоположнооколо торообразной поверхности дополнительного упругого элемента и соединены последовательно.2. Устройство по п, 1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что торообразнаяоболочка дополнительного упругого элемента выполнена из бериллиевой бронзыс уменьшением толщины сечения оболочки к периферии, а на наружной поверхности нанесен магнитоанизотропныйслой.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР9 298843, кл, С 01 Ь 3/04, 26,11,69,2. Авторское свидетельство СССР9 501308, кл.С 01 Ь 3/10, 06,11,74838450 10/59 Тираж 907 ПодписиВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам иэобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская иаб.,д. 4/ ак П фПатеитеф, г.Ужгород, ул. Проектная зли Составитель Г.Целибееведактор Долинич А. Техред Т.Иаточка Корректор М.Шароши