Устройство для измерения крутящегомомента

ОП ИСАНИЕИЗОВРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистичесиикРеспублик и 838451(23 ) Приоритет - Опубликовано 5. 06. 8 ее делаи иэебретеиии и открытий(0888) етен Дата опубликования описания 17.06.8(72) Автор изобретени Б. А, Лабковски евский сельскохозяйственный инсти т) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КРУТЯЩЕГО МОМЕНТА Изобре ельной овывение то месил ние относит ени Цель изобр ности измерени Указаннаяпо я ентигается эа счет зован ель д го вв фото ного а дены электромаглектрический датассогласования о,ная о в муфтан гла взаи кого устроиствэкая точность кже являетсярения. ле" ехнике и может быть и измерения крутящего м Известно устройство для измерения крутящего момента, содержащее веду 5 щий и ведомый валы с дисками, связанными между собой центробежными маятниками 1Недостаток устройства заключается10 в том, что оно не обеспечивает требуемой точности измерения.Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предложенному является устройство для измерения крутящего момента, содержащее ведущий и ведомый валы с дискамй, связанными между собой при помощи неуравновешенных относительно своих осей вращения звеньев 21.Недостатком та а валов, а неуравновешенные звенья выполнены в виде сателлитов, связанныхпосредством гибких связей с ведомымдиском, при этом электромагнитнаямуфта выполнена в виде свободно установленных на ведомом валу стаканас индуктором и размещенным внутри стакана якорем с зубчатым колесом и неподвижной катушки возбуждения с магнитопроводом, охватывающим стаканмуфты напротив индуктора и якоря, адатчик угла . - в виде двух рядом расположенных дисков с щелями, один изкоторых жестко связан с ведомым валом, а другой - размещен на стаканемуфты, источника света и фотоприемника, размещенных по разные стороныдисков с щелями, причем зубчатое ко838451 50 3со якоря муфты находится в зацеплении с зубчатыми секторами, жестко , связанными с концами параллельных ведущему и ведомому валам осей,свободноустановленных в отверстиях ведущего дис 5 ка и днища стакана муфты, при этом с осями жестко связаны рычаги с натяжными роликами гибких связей, а на самих осях свободно установлены неуравновешенные сателлиты, причем фо топриемник датчика угла электрически связан через усилитель с обмоткой возбуждения электромагнитной муфты.На фиг. 1 представлена конструктивная схема предлагаемого устройст ва; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг,1,Устройство для измерения крутящего момента содержит диск 1, закрепленный на ведущем валу, и диск 2, закрепленный на ведомом валу, гибкие . связи 3 одними концами закреплены на диске 2, а другими на сателлитах 4, неуравновешенных относительно своих осей вращения, Гибкие связи 3 охватывают натяжные ролики 5, шарнирно установленные на рычагах 6, которые жестко связаны посредством осей, параллельных ведущему и ведомому валамс зубчатыми секторами 7, входящими в зацепление с зубчатым колесом30 8 якоря 9 электромагнитной муфты. Оси с рычагами 6 и зубчатыми секторами 7 свободно установлены в отверстиях ведущего диска и днища стакана электромагнитной муфты. В стакане муфты ус 35 тановлен индуктор, выполненный в виде магнитопровода с зубьями 10 и не- магнитного кольца 11. В корпусе устройства размещен магнитопровод 12 с катушкой 13 возбуждения, который ох 40 ватывает стакан муфты напротив индуктора и якоря, Диски 14, 15 с щелями фотоэлектрического датчика угла взаимного рассогласования валов закреп 45 лены, соответственно, на стакане муфты и на ведомом валу, По разные стороны дисков 14 и 15 размещены источник 16 света и фотоприемник 17, электрически связанный через усилитель18 с катушкой возбуждения электромагнитной муфты Стакан с индуктором и якорь электромагнитной муфты свободно установлены на ведомом валу, а неуравновешенные сателлиты свободно ус 55 тановлены на осях параллельных ведущему и ведомому валам.Устройство для измерения крутящего момента работает следующим образом. 4.При вращении системы на неуравновешенный сателлит, 4 действует центробежная сила, создающая момент относительно его оси вращения, равныйИ.,= Ч 51 п д, (1) где д. - угол поворота сателлита относительно положения, характеризуемого наибольшей удаленностью центра масс сателлита от оси, вращения диска,Ч =ей 5 югде а - масса неуравновешенной части сателлита;Ю - усредненная скорость вращег иия ведущего вала;ВН - расстояние от оси вращениядиска до оси вращения сателлита;- расстояние от оси вращениясателлита до его центра масс.Моменты через гибкие связи 3 передаются на диск 2, закрепленный на ведомом валу, в результате чего ведомый вал вращается синхронно с ведущим. Усилие натяжения в гибкой связи 3 может быть определено уравнением вида- (г.)М 2Р где М 2 - момент на ведомом валу;г - радиус диска 2,Усилие (, с которым гибкая связь3 оказывает воздействие на натяжнойролик 5, определяется уравнением вида т,(3)где- угол схвата натяжного роликагибкой связью.Сила О создает на рычаге 6 моментМ,5- - О Ь (11)где и - плечо силы О. относительнооси вращения рычага 6.Момент Мна рычаге 6 .устанавливается моментом, передаваемым череззубчатую передачу 7-8 со стороны якоря 9 электромагнитной муфты. Величинапоследнего определяется величинойтока в катушке 13 возбуждения,При изменении крутящего моментаМ на ведомом валу изменяется в соответствии с уравнением 2 усилие натяжения гибкой связи 3- Т. Но с иэменением усилия Т нарушается равновесие сателлита 4, что приводит к изменению угла К (уравнение 1), т.е, кповороту сателлита.Это обуславливает поворот ведущего вала относительно ведомого, чтосоответ 2. - число зубьевственно, зуб тора 7 и зуб са 8. где 2 атого сек атого кол нта М, определяет- катушке 13 возбужНо велия величино на мо тока яеоэтому е 13 ется и м возбужвеличижет бытього сигатуш опред омента ачеств для и дения полностьной крутящегоиспользован в нала устройствщего момента,выходи ер ения тяИ не на выхо зависит го валаВсег дущеожен такои подбо которых номиналь охвата /Ь значите сравнительно бол 9 приводят лишь зменениюз 1 п, а а во ное п раметров значение Но тогда изменени но. ие угла даже я угл к н слеи н начи ь малым ошиб ак как чувст еля крутящег велика, то в шибки незнач ьно, к оче сигнала,реобразова ол 3, очень атическойдоватеходногность итель 55момен- елита в у чина с тельн фиксируется датчиком, составленным дисками 14 и 15, источником 16 света, и фотоприемником 17, Выходной сигнал с фотоприемника 17 через усилитель 18 подается в катушку 13 возбуждения, В результате этого момент на якоре 9 электромагнитной муфты изменяется, что приводит к изменению Я, которое влечет восстановление угла А, до первоначального значения. 1 ОТаким образом, как бы не менялся крутящий момент М, величина угла А , а следовательно и конфигурация системы остается неизменной (в пределах допустимой точности измерения) . 15Но при.неизменной конфигурации системы момент на рычаге 6.Мззависит только от величины крутящего момента М,уравнения 2, 3 и 4) внения 6 видно, что ого.сигнала устройств т скорости вращения в 1 бВыбор большой величины передаточ 2.,ного отношения ц: в " приводит к малым2 ргабаритам электромагнитной муфты, что обуславливает малые величины динамической ошибки. формула изобретения Устройство для измерения крутящего момента, содержащее ведущий и ведомый валы с дисками, связанными между собой при помощи неуравновешенных относительно своих осей вращения звеньев, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьппения точности измерения, в него введены электромагнитная муфта и фотоэлектрический датчик угла взаимного рассогласования валов, а неуравновешенные звенья выполнены в виде сателлитов, связанных посред-ством гибких связей с ведомым дискомипри этом электромагнитная муфта выполнена в виде свободно установленных на ведомом валу стакана с индуктором и размещенным внутри стакана якорем с зубчатым колесом и неподвижной катушки возбуждения с магнитопроводом, охватывающим стакан муфты напротив индуктора и якоря, а датчик угла - в виде двух рядом расположенных дисков с щелями, один из которых жестко связан с ведомым валом, а другой - размещен на стакане муфты, источника света и фотоприемника,размещенных по 1 азные стороны дисков с щелями, причем зубчатое колесо якоря муфты находится в зацеплении с зубчатымн секторами, жестко связанными с концами параллельных ведущему и ведомому валам осей, свободно установленных в отверстиях ведущего диска и днища стакана муфты,при этом с осями жестко связаны рычаги с натяжными роликами гибких связей, а на самих осях свободно установлены неуравновешенные сателлиты,причем фотоприемник датчикаугла электрически связан через усилитель с обмоткой возбуждения электромагнитной муфты. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРУ 57665, кл, С 013/24, 23.06.39.2. Авторское свидетельство СССРВ 575508, кл. 6 013/14, 02,01.73.тави г. ц в ил тор хред Е. Щомак Заказ ате или СоДолинич Те 12 61 ТирВНИИПИ Гопо делам113035 Мо аа 907ударственнизобретенийква Желибеевешко Корректор С.Подписноего комитета СССРи .открытийРаушская наб. д. 4/5 йгород, ул. Проектная,