Устройство для измерения крутящего момента на валу передачи

(п 7052 ЙБ Союз СоветскикСоциалнсткческинРесввублнк 61) Дополнительное к авт, свид-ву 22) Заявлеио 17 Л 3.77 (21) 2463572/18 0 с присоединением заявки(23) ПриоритетОпубликовано 25.12 Гасударстввннын нокнт оо делам нэобрвтвннй н открытой8 Дата опубликования описания 2712,79) Авторыизобретени С, Шейнин Агранов 1) Заявител структорское бюро станкостроени о о ЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КР НА ВАЛУ ПЕРЕДАЧИо устройства дного сигнал татком эимость вь деИзобретение относится к силоизмерительной технике и может быть использо .вано для измерения крутящего момента на валу передачи, например, шпиндельной бабки или редуктора привода подачи., Известны устройства дли измерения крутящего момента, основанные на измерении деформации бдного из элементов передачи 11.Известно такжеустройство, предназначенное для измерения крутящего момента на валу по радиальным усилиям, действу ющим на подшипники, в которых установ лен вал передачи 21. Это устройство представляет собой измерительное кольцо обоймы цодшипника, выполненное в видеотдельных сегментов, образованных радиальными прорезями, на часть из которых на внутренней и наружной поверхностях нанесены тензорезисторы, выдающие сигнал, пропорциональный. измеряемому мо формации силоизмерительного элемента,вводимого в передачу для измерения усилий и снижающего жесткость опоры и,следовательно, общую жесткость передачи.Наиболее близким по технической сущности к изобретению является установкадля измерения усилий, действующих нарабочее колесо трубомашины, содержащаявал, установленный на опорных шарикоподшипниках и помещенный в гидравлическуювтулку, которая удерживается во взвешенном состоянии на одиннадцати месдозах,lобразованных камерами в неподвижномкорпусе и поверхностью гидравлическойвтулки, иизмерители усилий и момента,соединенные гидролиниями с упомянутымикамерами 3,Недостатками известной установки являютси невысокая точность измерении,обусловленная тем, что крутящий моментв ней определяется по значению тангенциальньс( сил в тангенпиальных гидростатических опорах, на которые оказываютвлияние также радиальные силы, искажа70528юиие результаты измереш 1 й, а также громоздкость копструкпиитек хак установкепредставляет собой стендовую станпионер ную установку, содержащую мощный гидротормоз с системой охлаждения и одиннадцать гидростетических опор (месдоз )с измерителями,Целью изобретения является повьппение точности измерения и упрощение конструкции.Указанная Пель достигается зв счеттого, что в предлагаемое устройство дляизмерения крутящего моменте на валу передачи, содержащее расположенную в неподвижном корпусе передачи и сконтактированную с гидростатическими опорамиобойму" с подшйпниковым узлом,-"в котором размещен один из копцов вала передачи, и датчики, соединенные гидролиниямнс гидростатическими опорами, введен фпа 20нец, установленный в неподвижном корпусе соосно с валом передачи и выполненныйв виде коаксиальной обоймы втулки с дву" мя пазамирасположенными в диаметрвль25ной плоскости, проходящей через кинематически сопряженные валы передачи, аобойма подшипникового узла снабжена двумя зафиксированными в указанных пазахфланца и корпусе внешними высгупами,30один из которых выполнен утоненным, причем гидростетические опоры размещенымежду флвнцем и обоймой симметрино от-.носительно оси вала в плоскости, прохо-.дящей через эту ось перпендикулярно35плоскости пазов фланца.Нв фиг. 1 общий вид предложенногоустройства; на фиг, 2 разрез А А фиг. 1со схемой подключения датчиков давления.В неподвижном корпусе 1 передачи на 40конце вела 2, "киндметЫчбсйи "сопряженного с валом 3, установлен подшипниковыйузел 4, помещенный в обойму 5 (фиг. 1),Обойма 5 имеет диаметрально располо.женные внешние вйступы 6 и 7 1 фиг, 2).Выступ 7, ближайший к кинематическисопряженному валу 3, выполнен утоненным, податливым. В неподвижном корпусе 1 передачи соосно с валом 2 установлен фланеп 8. флвнец выполнен с дву- .,мя сквозными пазами. Пазы фланца расположены в диаметральной плоскости, прохо 1 гщей через кинематическп сопряженныевалы передачи. Выступы 6 и 7 обоймы,5зафиксированы в этих пазах. Выступыобоймы проходят сквозь эти пазы и упираются в корпус передачи, боковые поверхности выступов сконтактироввны с боковыми поверхностями пазов фланца, пазы 5 4фланца препятствуют провороту обоймывместе с подшипниковым узлом и фиксируют положение обоймы, Между фленцем8 и обоймой 5 симметрично относительно оси О О вела 2 в плоскости, проходящей через эту ось, расположены двегидростатические опоры 9. Опоры сориентированы перпендикулярно плоскости па зов фланпе 8, йщрсстатические опоры поддерживают обойму в первоначальномйоложении. К гидроствтическим опорам 9 гидролиниями подсоединены датчики давления 10.Работает стройство следующим образом,Крутящий момент с вела 2 на кинематически сопряженный с ним вал 3 передается через шестерни, закрепленные наэтих валех (фиг, 2), Под действием окруж.ной силы Рокр в опоре возникает силареакции опоры Р (фиг. 2), Под действием распорной силы Р, возникает силареакции Р, Силы реакции опоры воспринимаются подшипниковым узлом 4 (фиг. 1)и передаются на обойму 5 (фиг. 1 и 2),Пазы фланца, в которых закреплены выступы 6 и 7 обоймы 5, выполнены сквозными, поэтому сила реакции Р воспринимается непосредственно корпусом передачи 1 через выступ 6 обоймы. Сила реакции Р 1 стремится отклонить вал передачии сместить обойму, в подшипниковом узле которой закреплен конец этого вале,Тах хах обойма закреплена в корпусе ипазах фланца, то онв может сместитьсяпод действием силы Р только при изгибе выступе 7, Смещению обоймы и изги.бу выступа 7 препятствуют гидростатические опоры, расположенныо симметричноотносительно оси вала и ориентированныев направлении действия этой силы, тоесть в направлении, перпендикулярномплоскости пазов фланпа. Обойма сконтактировена с масляным слоем гидроствтичесхой опоры, стремясь уменьшить толщину этого слоя, йщростетические опоры,являющиеся системами ввтоматическогорегулирования, снабженными, например,астатическими регуляторами, обеспечивают изменение. давления в опоре таким образом, чтобы толщине масляного слоя сохранялась постоянной, Изменение давления в масляном слое осуществляется регуляторами, которые следят зе поддержанием толщины масляного слоя, Изменениедавления в гидроствтичесхой опоре приводит к возникновению силы, противодействующей смещению обоймы. Под действи5 705 ем силы реакции в этой опоре изменяется давление а толщина масляного слоя остается практически неизменной вследствие его высокой жесткости.Сила, возникшая в гидростатической опоре, и сила реакции Р, стремяшаяся сместить обойму, уравновешиваются. По этому обойма 4 не перемешается,и ось вала остается в первоначальном положенииэФДавление масляного слоя в гидростатической опоре пропорционально силе реакции Р возникшей под действием окружной силы Рор (фиг. 2). Изменение давления в гидростатичкой опоре измераетса датчиками давления 10, Твк квк изменение давления в гидростатической опоре функционально связано с передаваемым крутящим моментом, то выходныесигналы датчиков давления используют дла определения крутящего момента, передаваемого передачей,Применение этого устройства позволяет повысить точность измерения крутящего момента вопорах большой жесткости, причем для повышения точности измерения не требуется уменьшать жесткость опоры, так как в этом устройстве измерение крутящего момента осуществляется не за счет изменения деформации одного из элементов передачи, а зв счет измерения ,давления в гидроствтической опоре, которая обладает большой жесткостью и не снижает общую жесткость передачи, и в то же время позволяет получить полезный сигнал достаточной величины.285 формула 6изобретения Устройство дла измерения крутящегомомента на валу передачи, содержащеерасположенную в неподвижном корпусе передачи и сконтактироввнную с гидростатическими опорами обойму с подшипниковымузлом, в котором размещен один из концов вала передачи, и датчики, соединен 10 ные гидролиниями с гидростатическимиопорами, о т л и ч а ю ш е е с я тем,что, с. целью повышена точности измерения и упрощения конструкции в него введен фланец, установленный в неподвижномкорпусе соосно с валом передачи и выполненный в виде коаксиальной обоймы втулки с двумя пазами, расположенными в диаметральной плоскости, проходящей черезкинематически сопряженнйе валы переда 20 чи а обойма подшипникового узла снабжена двумя зафиксированными в указанных пазах фланца и корпусе внешними выступами, один из которых выполнен утоненным, причем гидростатические опоры25размещены между фланцами и обоймойсимметрично относительно оси вала вплоскости, проходящей через эту ось перпендикулярно плоскости пазов фланца.Источники информации,30принятые во внимание при экспертизе1. фролов Л, Б. Измерение крутящего момента, 1976,2. Авторское свидетельство СССРМ 431409, кл. 6 01 Ь 3/00, 1971.3, Авторское свидетельство СССРМ 450976, кл, 8 01 Ь 3/10 1975705285 Редактор,Л 6/43 Тираж 1073 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий 13035, Москва, Ж. 35, Раушская наб., д. каз ПП "Патентф, г, Ужгород, ул, Проектная Фил Составитель В, ГерасиМоваибер ТехредН. Ковалева орректор Н. Стец