Устройство для измерения крутящего момента

 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для непрерывного бесконтактного измерения крутящего момента в приводах и механизмах . Цель изобретения - повьппение точности измерения. Устройство содержит жестко закрепленные на упругом валу 3 на определенном расстоянии один от другого зубчатые диски 1 и 2, установленные так, что при отсутствии скручивания вала противостоящие на его оси зубья на них совпадали по профилю. Устройство содержит также схему.измерения, состоящую из бесконтактных датчиков 4 и 5 (БД), генератора 6 несущей частоты, обеспечивающего синхронное питание БД 4 и 5, усилителей 7 и 8, блока вычитания 9, усилителя-ограничителя 10, один выход которого соединен с индикатором крутящего момента 11, а другой - с частотомером 12. Введение новых элементов и образование новых связей между элементами устройства позволяет обеспечить возможность измерения высокочастотных составляющнх переменного крутящего момента. 3 ил. i (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (5D 4 С 01 ? 3/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ держит жестко закрепленные на упругом валу 3 на определенном расстоянии один от другого зубчатые диски и 2, установленные так, что при отсутствии скручивания вала противостоящие на его оси зубья на них совпадали по профилю. Устройство содержит также схему измерения, состоящую из бесконтактных датчиков 4 и 5 (БД), генератора 6 несущей частоты, обеспечивающего синхронное питание БД 4 и

5, усилителей 7 и 8, блока вычитания 9, усилителя-ограничителя 10, " один выход которого соединен с индикатором крутящего момента 11, а другой — с частотомером 12 ° Введение новых элементов и образование новых связей между элементами устройства позволяетобеспечить возможность измерения высокочастотных составляющих переменного крутящего момента.

3 ил.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3709513/24-10 (22) 13. 03. 84 (46) 23.05,86, Бюл. № 19 (71) Институт проблем надежности и долговечности машин АН БССР (72) И.А. Василец, Ю.В. Скорынин и Ю. К. Наследышев (53) 531. 781(088. 8) (56) Фролов Л.Б. Измерение крутящего момента. M., 1967, с. 48-52.

Авторское свидетельство СССР № 773463, кл. С 01 L 3/10, 1979. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМВРЕНИЯ КРУТЯЩЕГО YOMEHTA (57) Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для непрерывного бесконтактного измерения крутящего момента в приводах и механизмах. Цель изобретения — повьппение точности измерения. Устройство со„„SU„„1232967 А 1

12329б7

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для непрерывного бесконтактного измерения крутящего момента в приводах и в механизмах.

Целью изобретения является повышение точности за счет обеспечения вбзможности измерения высокочастотных составляющих переменного крутящего момента.

На фиг.1 приведена схема устройства; на фиг.2 — зубчатые диски с зубьями, имеющими профиль архимедовой спирали и соответствующий график изменения зазора между поверхностью зуба и датчиком при повороте диска на один зуб; на фиг.3 — графики, иллюстрирующие последовательность преобразования электрических сигналов от датчиков схемой измерения.

Устройство состоит из двух зубчатых дисков 1 и 2, жестко закрепленных на упругом валу 3 на опреде-. ленном расстоянии друг от друга, на которых выполнены зубья (фиг.2) с профилем, описываемым архимедовой спиралью.

Диски установлены на валу тахим образом, чтобы при отсутствии скручивания вала противостоящие по его оси зубья на них совпадали по профилю. Устройство содержит также схему измерения, состоящую из двух бесконтактных датчиков 4 и 5 для преобразования зазора между датчиком и профилей зуба в электрический сигнал, генератора б несущей частоты, который обеспечивает синхронное питание датчиков 4 и 5, двух усилителей ? и

8, блока 9 вычитания, усилителя-ограничителя 10, один выход которого соединен с индикатором 11 крутящего момента, а другой — с частотомером 12.

Входы усилителей 7 и 8 сигналов соединены с выходами датчиком 4 и 5, а выходы — с входами блока 9 вычитания.

Устройство работает следующим образом.

При вращении вала 3 и отсутствии его скручивания (холостой ход) датчики 4 и 5 линейных перемещений„ питаемые генератором 6 несущей частоты (фиг. За), преобразуют переменную величину зазора Ь в идентичные, амплитудно-модулируемые электрические сигналы, которые подаются на усилители 7 и 8 и после усиления — на схему блока 9 вычитания. Вследствие

4S

5 10

30 того, что сигналы равны по амплитуде и фазе во времени, так как Отсутствует сдвиг зубьев у дисков 1 и 2, на выходе схемы вычитания разностный сигнал будет равен нулю. При нагружении упругого вала 3 крутящим моментом зубчатые диски 1 и 2 поворачиваются относительно друг друга на угол, пропорциональный крутящему моменту. В этом случае возникает разница в зазорах 6 (фиг.2) между датчиками 4 и 5 и соответствующими зубьями, и на вход блока вычитания будут поступать амплитудно-модулированные сигналы, сдвинутые по фазе (фиг. Зб, в). В результате их вычитания на выходе блока 9 вычитания сформируется сигнал, пропорциональный величине крутящего момента (фиг. Зг), который после детектирования и ограничения в усилителе-ограничителе 10 поступает на вход частотомера 12 (фиг. Зд) для контроля частоты вращения и на вход индикатора

11 крутящего момента (фиг, 3e).

Таким образом, любое изменение крутящего момента вызывает изменение разницы зазоров между датчиками и зубьями, что приводит к соответствующему изменению величины напряжения, поступающего на вход индикатора крутящего момента °

Формула изобретения

Устройство для измерения крутящего момента, содержащее два жестко закрепленных на упругом валу на расстоянии один от другого зубчатых диска с идентичными зубьями, первый и второй бесконтактные датчики, установленные напротив зубчатых дисков и соединенные с генератором несущей частоты и соответственно с первым и: вторым усилителями, выходы которых соединены с первым и вторым входами блока вычитания, выход которого соединен через усилитель-ограничитель с индикатором крутящего момента и частотомером, о т л и ч а— ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности за счет обеспечения возможности измерения высокочастотных составляющих крутящего момента, профиль зубьев дисков выполнен по архимедовой спирали, а бесконтактные датчики представляют собой преобразовачели линейных перемещений.

1232967

Фиа2

Фиг. У

Со стави тель А. Пашков

Техред О.Гортвай

Редактор В.Иванова

Корректор А.Ференц

Заказ 2758/41 Тираж 778

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Под ни с но е

Произв одственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4