Устройство для измерения малых величин крутящих моментов

 

,)а!э 141666

Класс 42k, 20з

СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Подписная группа Л0 172

Организация Ленсовнархоза

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МАЛЫХ ВЕЛИЧИН

КРУТЯЩИХ МОМЕНТОВ

Заявлено 3! марта 1960 г. за М 651004/25 в Комитет по лелам изобретений и открытий ири Совете Министров СССР

Опубликовано в «Бюллетене изобретений» % 19 за i951 г.

Известны устройства для измерения малых величин крутящих моментов с дистанционной передачей угла разворота, содержащие основание с неподвижно укрепленным статором датчика и двумя подшипниками, внутри которых свободно вращается корпус ротора.

Предлагаемое устройство для измерения малых величин крутящих моментов отличается от известных тем, что для повышения точности измерения в нем применен вал с двумя полыми роторами, присоединяемый выступающим концом к испытуемому элементу.

Упрощенная конструктивная схема описываемого устройства показана на чертеже.

Устройство для измерения малых величин крутящих моментов состоит: из основания 1, на котором в опорах 2 жестко укреплены подшипники 8 и статор 4 датчика угла поворота (для дистанционной передачи отсчета момента); корпуса 5 с ротором б датчика угла поворота, который имеет возможность свободно поворачиваться в подшипниках 8; вала 7 с двумя полыми роторами 8 и 9 (8 — ротор двигателя, 9 — ротор тахогенератора), свободно вращающегося в подшипниках 10. Груз 11 предназначен для уравновешивания положения корпуса 5 при создании момента вращения или момента сопротивления (нагрузки) .

Датчиком момента является асинхронный электродвигатель с полым ротором 8, обладающим малым моментом инерции и малым весом, вследствие чего момент трения подшипников 10 будет достаточно мал, что позволяет повысить точность измерения. При подаче питания на соответствующие обмотки асинхронного электродвигателя ротор 8 электродвигателя создает вращающий момент, который через выходной конец вала 7 будет приложен к потребителю (первый режим работы) или к источнику (второй режим работы) крутящих моментов, В,первом режиме к выходному концу вала 7 датчика момента присоединен некоторый потребитель момента (редуктор и т. п.), имеющий статический момент сопротивления М,. При подаче напряжения на № 141ббб управляюшую обмотку двигателя дат !Ика „ îìåíòà последний оудет создавать пусковой момент М„. Пусковой мо еHT М,, передается на статор, жсстко связанный с корпусом Б, в результате чсго стятор повернется на угол а, при котором наступит равновесие от действия противомомента, создаваемого грузом 11. До гех пор, пока пусковой момент, возрастая с увеличением напряжения, будет меньше момента сопротивления Л4„, выходной вал датчика момента будет находиться В состоянии покоя. При равенстве М„=- Л1,. наступит неустоичивое состо11И1!е, и при незначительном приращении ЛЛ |, вал датчика, а следовательно, и вал потребителя момента тронется с места.

Зяфикс!.рованняя велич!!на момснта, отсчитанная по шкале моментов, определит величину (в соответствующих единицах) момента "опротиВлспия При дальнейшем 3 Величсни!! напряжения ila ),paBля|оlцеи

Оомотке двигятечя датчика хlоментя, Вял его Оу ет Вряшяться со скоpocTblo и ОО/il LH, а показания датчика Оуд1 т coÎTBEтс| B08aTb мо.;!ент

ВРЯЩЕНИЯ, КОТОРЪ|11 НСООХОДИМО IIPH;10iKIITb К НОТР ЕОИТЕЛIО Х10Ъ!Е!! ГЯ, ЧТОбы он вращался также со скоростью !! Об Вин.. Bo втором режиме работы к Выходному концу Вялу датчика мо|3!Рита присоединен! дятч:|к момента, напр имер испытуемый элек-.родвигатель. При отсутствии напряжения на управляемой обмотке двигателя датчика, испытуемый двигатель, вра!цающийся со скоростью г 00/1!ия, будет нагругкен суммарным моментом:

М,,„, = 2М|+М2 — — Мг г2МзтМ4. где: М| — момент трения подшипника 10; !

MAL — момент трения о воздух;

tM3 — момент трения подшипника 8;

М4 — момент трения контактов токопроводящей системы.

Если подать напряжение питания iia упр Bляему|о обмотку, в результате чего датчик создаст момент М, то испытуемый двигатель буде| Нагружен моментом

lM „„„, Мй+ 2МI + Л12 M г -" IЯ .-М4

В приведенных выражения, Л1,. 2МЗ+М4 — момент, создаваемый грузом 11, трением в подшипниках H контактной системой, при отклонении корпуса С на угол а. Отклонение корпуса обусловлено тем, что при вращении полого ротора в малом воздушном зазоре частицы воздуха, увлекаемые стенками ротора, будут передавать усилие на корпус, создавая Врашя|ощий момент, Вследствие чего корпус, стремится повернуться до уравновешивания п|-отивомоментом груза. Таким образом., величина момента трения о воздух, создяюшая нагрузку, будет отсчитана по шкале датчика момента.

Угол отклонения корпуса датчика момента, пропорциопяльнь|й величине момента, преобразуется в электрический сигнал (например, посредством вращающегося трансформатора), подаваемый на измерительный прибор, отградуированный в соответствуюц4их единицах.

Датчиком скорости описываемого устройства является асинхронный тахогенератор, полый ротор 9 которого укреплен на одном валу с ротором 8 датчика момента. В зависимости от скорости вращения изменяется величина напряжения, подаваемого с генераторной обмотки на измерительный прибор, проградуировянный в оборотах в минуту.

В описываемом устройстве для повышения чувствительност«и точности измерения внутреннее трение подшипников сведено к минимуму и сохраняет свою величину во времени и по углу поворота.

Описываемое устройство может найти применение для измерения малых моментов в лабораториях научно-исследовательских институтов и производственных лабораториях.

Предмет изобретения

Устройство для измерения малых величин крутящих моментов с дистанционной передачей угла разворота, содержащее основание с неподвижно укрепленным статором датчика и двумя подшипниками, внутри которых свободно вращается корпус ротора, от л и ч а ю щ с е с я тем, что, с целью повышения точности измерения. в нем применен вал с двумя пОлыми рОТОрами, присоединяемый выступа 10щим концом к испыт смому элементу, С оставите i b — А. И. Хох JI0B

Редактор H. С. Кутафина

Типография ЦБТИ Москва, Петровка, 14.

Г!о д. и пои. 17Л 111-62 г . 1ак, 7020

ЦБТИ Комитета по делам

Москва, Тскред Л. Л. Резник Ко1 рек.тo:i И. 1й. Фе <.лова

Формат бi м. 70>;103 -/I6 Об в iI 020 праги 1000 I Iñíа -1 коп. изобретений и открытий при Совете Мпнистеов СССР

Центр, M. Черкасский пер., д. 21II.