Устройство для измерения крутящего момента

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения крутящего момента, передаваемых вращающимися или неподвижными валами различных механизмов. Цель изобретения - повышение чувствительности устройства. При отсутствии крутящего момента вследствие одинаковости акустических свойств материала ультразвуковых волноводов 2 и 3 меандровой формы с направляющими распространения поверхностных акустических волн, расположенных под углом ± 45° к образующей вала 1 информационные параметры поверхностных акустических волн одинаковы, а на выходе схемы 8 выделения разности информационных параметров ультразвука - нулевое значение. Под действием крутящего момента M<SB POS="POST">кр</SB> на ультразвуковой волновод 2 действуют растягивающие усилия, а на волновод 3 - сжимающие. В результате этого изменяются акустические свойства материала в волноводах 2 и 3, т.е. материал волноводов становится неоднородным в направлениях главных напряжений. Поэтому информационный параметр поверхностной акустической волны, прошедшей по волноводу 2, уменьшается, а информационный параметр волны, прошедшей по волноводу 3, увеличивается. На выходе схемы 8 выделения разности информационных параметров ультразвука появляется сигнал, пропорциональный приложенному на валу 1 крутящему моменту. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 С О1 Е 3/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЬГГИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (2i) 4627767/24-10 (22) 28.12.88 (46) 15.11.90. Бюл. Ф 42 (71) Куйбышевский инженерно-строительный, институт им. А.И.Микояна (72) И.Г.Абламунец, О.П. Прудников, В.Г.Сенькевич и В.Е.Шатерников (53) 531.781(088.8) (56) Бобренко В.М., Куценко А.Н. и Шереметиков А.С. Акустическая тензометрия. П. Методы и устройства — Лефектоскопия, 1980, Ф 12, с. 59-75.

Авторское свидетельство СССР

Р 1520364, 28.09.88.

„„Я0„„1606883 А 1

2 (54) УСТРОЙСТВО ЛЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КРУТЯ

ЩЕГО МОМЕНТА (57) Изобретение относится к измерительной технике и може- быть использовано для измерения крутящего моиента, передаваемого вращающимися или неподвижными валами различных механизмов. Пель изобретения — повышение чувствительности устройства. При отсутствий крутящего момента вследствие одинаковости акустических свойств материала ультразвуковых волноводов

2 и 3 меандровой формы с направляющими распространения поверхностных

1606883

10 акустических волн, расположенных под

0 углом +45 к образующей вала 1, информационные параметры поверхностных акустических волн одинаковы, а на выходе схемы выделения разности информационных параметров ультразвука— нулевое значение. Под действием крутящего момента М„ на ультразвуковой волновод 2 действуют растягивающие усилия, а на волновод 3 — сжимающие.

В результате этого изменяются акустические свойства материала в волновоИзобретение относится к измерительной технике и может быть использова- 20 но для измерения крутящего момента, передаваемого вращающимися или неподвижными валами различных механизмов. 5

Цель изобретения — повышение чувст- вительности устройства.

На чертеже представлено устройстВ0 для измерения крутящего момента (развертка цилиндрической поверхности вала) . 30

Устройство содержит вал 1, на поверхности которого выполнены два меандровых ультразвуковых волновода 2 и 3, два возбуждающих акустических преобразователя 4 и 5, два приемных акустических преобразователя 6 и 7, схему 8 выделения разности информационных параметров ультразвука. При этом ультразвуковые волноводы 2 и 3 имеют направ- 40 ляющие распространения поверхностных акустических волн под углом + 45 к образующей вала 1.

Устройство рабогает следующим образом. 45

При отсутствии крутящего момента вследствие одинаковости акустических свойств материала ультразвуковых . волноводов 2 и 3 информационные параметры поверхностных акустических волн (например, скорость распространения), возбуждаемых возбуждающими акустическими преобразователями 4 и 5, распространяющихся по ультразвуковым волноводам 2 и 3 (пунктиром отмечен путь ультразвуковых волн),, принимаемых приемными акустическими преобразователями 6 и 7, одинаковы, а на выходе .схемы 8 вьщеления раздах 2 и 3, т.е. материал волноводов становится неоднородным в направлениях главных напряжений. Поэтому информационный параметр поверхностной акустической волны, прошедшей по волноводу 2, уменьшается, а информационный параметр волны, прошедшей по волноводу 3, увеличивается. На выходе схемы 8 выделение разности информационных параметров ультразвука появляется сигнал, пропорциональный приложенному на валу 1 крутящему моменту. 1 ил ° ности информационных параметров ультразвука нулевое значение.

Под действием крутящего момента

М „ на ультразвуковой волновод 2 деиствуют растягивающие усилия, а на другой ультразвуковой волновод 3— сжимающие. В результате изменяются акустические свойства материала в волноводах 2 и 3, т.е. материал волноводов становится неоднородным в направлениях главных напряжений.

Поэтому информационный параметр поверхностной акустической волны (например, скорость распространения), прошедшей по волноводу 2 уменьшается, а информационный параметр поверхностной акустической волны, прошедшей по волноводу 3, увеличивается. На выходе схемы вьщеления разности информационных параметров ультразвука 8 присутствует сигнал, пропорциональный приложенному на валу 1 крутящему моменту.

Ультразвуковые волноводы могут быть сформированы с помощью отражающих канавок или буртиков глубиной или высотой равной не менее, чем длина поверхностной акустической волны, а также путем нанесения на поверхность ! вала волноводных дорожек из материала с другими акустическими свойствами, чем имеет материал вала.

Введение ультразвуковых волноводов 2 и 3 меандровой формы позволяет увеличить путь поверхностной акустической волны по напряженному участку вала без увеличения зоны измерения.

Формул а изобретения

Устройство для измерения крутящего момента содержащее вал два воз1606883

Составитель Т.Ишкова

Техред М.Ходанич Корректор Т.Малец

Редактор M.Êåëåìåø

Тираж 468 Подписное комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 3546

ВНИИПИ Государственного

113035, Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãîðoä, ул. Гагарина, 101 буждающих акустических преобразователя и два приемных акустических преобразователя, связанных со схемой выделения разности информационных параметров ультразвука, о т л и ч а ющ е е с я тем, что,с целью повышения чувствительности, поверхность ва— ла в зоне измерения выполнена в виде двух ультразвуковых волноводов меандровой формы; у которых направляющие распространения поверхностных акустических волн расположены под углом о

+45 к образующей вала.