Крутильный динамометр

Класс 421, 1 СССР71244 ОПИСАН ИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУКрутильный динамометр Заявлено 20 мая 1947 года в Министерство машиностроения и приборостроения СССРза М 50770 (355205)Опубликовано 30 апреля 1948 года Предлагаемый, согласно изобретению, крутильный динамометр предназначен для измерения и непрерывной регистрации прямого и обратного крутящих моментов, угловой скорости и мощности, потребляемой приводным валом машины-орудия,На фиг. 1 схематично изображен силовой узел динамометра, на фиг. 2 - пишущий аппарат и установка прибора,Двигатель непосредственно или при помощи жесткой передачи присоединяется к фланцу 1. Фланец 1 и наружный стакан 3 динамометра закреплены неподвижно на валу 2. Кольца 4 и 5, прикрепленные к концевым виткам измерительной пружины б, свободно посажены вместе с ней на этот же вал. Внутренний стакан 7 динамометра и составляющий с ним одно целое вал 8 при помощи фланца 0 присоединяется к приводному валу машины-орудия.В приборе предусмотрено несколько сменных измерительных пружин, рассчитанных на передачу различных крутящих моментов, например, 1;2,5; 5; 7,5; 10 и т, д. кгм. Измерительная пружина б вводится в стакан 7 с небольшим предварительным углом закручивания, что весьма важно при перемене направления крутящего момента, действующего на приводном валу машины-орудия в процессе ее движения, Предварительно закрученная пружина выступами С и 6 опирается на выступы 0 и 1 стакана 7,Тарировка измерительных пружин для получения функции Мкр= УЬ) где у - угол закручивания пружины, производится статически.Измерению подвергается крутящий момент, передаваемый двигателем валу 2 динамометра. Под влиянием этого момента вал 2 и укрепленный .на нем стакан 3 поворачиваются по стрелке со, (фиг. 1).Выступы А, имеющиеся в днище стакана 3, передают крутящий момент кольцу 4 через его выступы В. Кольцо 4, прикрепленное к крайнему левому витку измерительной пружины б, поворачиваясь, закручивает ее в направлении стрелки в Одновременно выступы С кольца 4 и выступы Е вала 2 отходят вместе с валом 2259ет выступов 0 стакана 7 и выступов Р кольца 5, давая возможность кольцу 5 и стакану 7 повернуться в направлении стрелки в,.Кольцо 5, поворачиваясь. передаст своими выступами 6 крутящий момент выступами 7 стакана 7. Когда движущий момент Маь развиваемый двигателем, превзойдет момент противодействия М, машина придет в движение, В дальнейшем в процессе движения машины при изменении величины ее момента противодействия Мугол закручивания измерительной пружины б будет пропорционально изменяться, если собственная частота системы: машина-орудие - пружина динамометра - ротор двигателя - будет значительно выше частоты возмущающего крутящего момента, На этот же угол стакан 3 повернется относительно стакана 7.На стакане 3 свободно установлено кольцо 70, в котором закреплен палец 77, несущий на себе два ролика. Один ролик 72 входит в винтовой паз стакана 3, а другой ролик (на чертеже не показан) - в продольный паз стакана 7, Пи поворачивании стакана 3 относительно стакана 7 кольцо 70 будет перемещаться вдоль оси стакана (в рассматриваемом случае - слева направо), вращаясь вместе с ними и своим ребром М передвигая каретку 74 (фиг. 2), несущую на себе перо для записи на бумажной ленте кривой угла закручивания измерительной пружины.Уменьшение величины крутящего момента Мпотребляемого машиной в процессе ее движения, будет сопровождаться уменьшением угла закручивания измерительной пружины 6. При достижении им нулевого значения выступы Р и Е, С и 0 снова придут в соприкосновение, а кольцо 70 займет исходное положение.Затем, если машина-орудие вследствие накопления ее звеньями запаса кинетической энергии на некоторый промежуток времени превратится в двигатель, то крутящий момент со стороны машины будет передаваться выступами В стакана 7 выступам С кольца 4 и далее через пружину кольцу 5, Выступы Р последнего йбО передадут момент выступам Е вала 2 и от него ротору двигателя. Выступы А и 8, 7 и 6 при этом разомкнутся. Стаканы 3 и 7 повернутся один относительно другого в направлении, противоположном тому, которое имело место при передаче крутящего момента от двигателя к машине. Измерительной пружине крутящий момент будет передаваться попрежнему через ее левый крайний виток, вследствие чего, несмотря на изменение направления момента, действующего на пружину, последняя будет закручиваться в неизменном направлении, сохраняя постоянство масштаба кривой угла закручивания для ее положительной и отрицательной части. Кольцо 70, а вместе с ним и каретка 74 перемещаются от исходного положения справа налево, вычерчивая кривую отоицательных значений угла закручивания измерительной пружины.Все сказанное относительно способа передачи прямого и обратного крутящего момента остается справедливым при вращении вала 2 по направлению стрелки а, с той разницей, что в этом случае пружина закручивается со стороны крайнего правоговитка,Пишущий аппарат динамометра, снабжен еще четырьмя перьями. Перо 75 чертит нулевую линию момента при вращении измерительной системы по стрелке соа перо 7 б - по стрелке о,.Злектромагнитное перо 77 служит для записывания линии углов поворота приводного вала машины, на котором определяется крутящий момент, а перо 78 - для нанесения на диаграмму отметок времени 7 (фиг, 2)Катушка электромагнитного пера 7 7 последовательно включена в электрическую цепь: аккумулятор - корпус машины - контактный диск 79 - щетка - катушка электромагнита - аккумулятор.Контактный диск разделен на произвольное число равных центральных углов у. По линиям деления в диске 79 укреплены перемычки из диэлектрика. Вращаясь вместе с валом машины, контактный диск Юпрерывает цепь катушки пера 77. Последнее на диаграмме чертит линию у, делая на ней отметки, расстояния между которыми (Ьр) в некотором масштабе й соответствуют углу поворота вала машины, равному д.Катушка электромагнитного пера 7 8 включена последовательно в цепь: аккумулятор - электромагнитный камертон 27 - катушка электромагнита - аккумулятор. Преоывателем служит камертон, собственная частота колебаний которого определяет масштаб времени 7 (фиг. 2).Перфорированная бумажная лента пишущего аппарата приводится в движение барабаном 20, вращаемым валом 8 через червячную передачу 73 и зубчатый редуктор 22, т. е. линейная скорость движения ленты пропорциональна угловой скорости вала 8, на котором измеряется крутящий момент.Совместная обработка записанных на диаграмме кривых: угла закручивания измерительной пр", жины б, угла поворота вала машины, отметок времени и нулевой линии позволяет определить следующие механические характеристики для приводного вала машины: 1) зависимость угловой скорости от времени, 2) диференциальную кривую углового ускорения, 3) время разгона машины, 4) кривую крутящего момента, действующего на приводном валу в период разгона, установившегося движения и остановки машины и 5) работу и мощность, потребляемую приводнымвалом.Предмет изобретения 1, Крутильный динамометр с применением введенной между валами контролируемых механизмов винтовой пружины, угол закручивания которой меняешься в зависимости от передаваемого момента, о т л и ч а ющ и й с я тем, что пружина скреплена по концам с кольцами 4 и 5, снабженными каждое двумя выступами В, С и Рб, предназначенными в зависимости от направления вращения валов для сцепления концов пружины в одном случае с выступами А и Е, а в другом - с выступами З и 7 таким образом, чтобы каждый из концов пружины ок"зывался сцепленным то с одним, то с другим валом с тою целью, чтобы независимо от направления вращения валов закручивание поужины происходило всегда в одном и том же наг,равлении.2. В динамоиетре по п. 1 поименекие двух укрепленных на концах валов и входящих один в другой стаканов 7 и 3, снабженных один продольной, а другой - винтовой прорезями, и свободно установленного на наружном стакане кольца 70 с пальцем, входящим одновременно в прорези обоих стаканов, предназначенного в зависимости от взаимного углового смещения стаканов для перемещения пера регистрирующего механизма.