Измеритель крутящего момента

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДВТВЛЬСТВУ

Союз Советских

Соцмалмстммескик

Республмк

Ф3и,„" (6l) Дополнительное к авт. свил-ву— (22) Заявлено 12. 11.76 (21) 2427414/18 10 с присоединением заявки №вЂ” (23) ПриоритетОпубликовано 15.04.79.Бюллетень ¹ 14

Дата опубликования описания 19.04.79

2 (51) М. Кл.

G Ol l. 3/12

Гасударственный комитат

СССР на двлам нзобрвтвннй н втнрытнй (58) УЙК 531.781 (088,8) (72) Авторы изобретения О. Н. Антонов, Ю. А. Коростелев и В. П. Руднев (71) Заявитель

1 (54) ИЗМЕРИТЕЛЬ КРУТЯЩЕГО МОМЕНТА

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано .для измерения крутящих моментов вращающихся валов.

Известный оптический крутильный динамометр, содержащий вал, источник света, диски с прорезями, установленными жестко на некотором расстоянии друг от друга на валу, при скручивании которого под действием крутящего момента меняется местоположение по радиусу диска видимой световой точки, имеет большие радиальные габариты и недостаточную точность измерения (1 ) .

Наиболее близким но технический cymности к изобретению является измеритель крутящего момента, содержащий основной вал, концентрично которому установлен обхватываюший вал, источник света, регистрирующее устройство и отражающие зеркала, установленные на валах напро тив источников света и регистрирующего устройства.

К недостаткам известного измерителя крутящего момента относится невозможность измерения крутящего момента на валах, вращающихся с разной скоростью.

Iles изобретения заключается в измерении крутящего момента на валах, spaшающихся с разной скоростью.

Это достигается за счет того, что в предлагаемом измерителе в обхватывакь» шем валу выполнены отверстия, располо-женные напротив источников света и регистрирующего устройства, причем от рвжаюшие зеркала выполнены с переменными углами нормали поверхности к образующим валов, а источники света выполне1S ны монахроматическими с различной длиной волны.

На фиг. 1 представлен описываемый нзмеритель крутящего моментщ на

20 фиг. 2 - то же, поперечный разрез на фввг. Э аксонометрическая проекция участка вала с зеркалами;,на фиг. 4 — вид сверху на участок основного вала, когда отражающее зеркало с переменным углом нормали

657282 имеет форму конуса, сферы, цилиндра; на фиг. 5 — .ход лучей нв поверхности ввлв, когда отрвжаюшее зеркало имеет форму косой плоскости.

Измеритель крутящего момента основ- S ного вела 1 и обхватывающего вала 2, вращающихся с разными окружными скоростями и передающих разные крутящие моменты, содержит на правых концах валов отражающие зеркала 3 и 4, прелом-1Е ляюшие параллельные лучи света от истрчников света S и 6 вдоль обраэуюших валов 1 и 2. На левых концах валов установлены отражмошие зеркала 7 и 8 с реременным углом нормали поверхности в окружном направлении к образующим валов 1 и 2. Для прохода лучей к основному валу 1 в обхватывающем валу 2 выполнены окна 9 и 10, 20

Отраженные лучи от отражающих зер кал 7 и 8 попадают на регистрирующее устройство 11 со шкалой 12, расположенной параллельно оси валов;

Регистрирующее устройство 11 может бьггь выполнено в виде поля .фотоэлементов, включенных в электрическую цепь автоматизированной регистрирующей аппаратуры, преобразуюшей световые сигналы в цифровую информацию.

36

Возможно для этих же целей применение его в виде срезов пучка световодов волоконной оптики, особенно при применении отражающих зеркал сферической ипи цилиндрической формы,,когда сигнал на экране имеет вид, отличающийся от прямой линии.

Располагая пучки волокон в соответствии с формой получаемого на сигнал, можно трансформировать его к форме, удобной 4О для измерения.

На фиг. 2 представлено размещение отражающих зеркал 7 и 8, жестко эакреп« ленных на валах 1 и 2 в окружном направлении, Их количество выбирается некратным числу отверстий 9, 10 в обхва тываюшем валу н в зависимости от соотношений угловых скоростей вращения валов Ю и Се и крутящих моментов М кр

1 и М соответственно валов 1 н 2.

KP

Отражающие зеркала 7 и 8 могут быть выполнены на общем элементе вала, типа шестерни,. колеса.

Луч света от отражвюшего зеркала 4 (см. фиг. 3) отклоняется параллельно образующей вала и при действии момента

М „ попадает на часть оцэажаюшего

4 зеркала 8, имеюшую угол наклона к образующей вала ", нри изменении момента на некоторую величину вап 1 скрутится на угол фа(и его станет отража гь 1Ч часть отражающего зеркала 8, имеюшвя угол наклона p" 1 к образуюшей вала, Это соответствует новой световой точке на регистрирующем устройстве 11, обозначенной lW < .. Расстояние межГ jhow ду точками экрана, соответствующее знв4 1 чениям М < . и М < ., равное Ь кр1+4 э прямоепропорциональйо углу скручивания вала 1 — Ьа(и, следовательно, приращению фактического крутящего момента:

На фиг. 4 изображен ход лучей на мерном участке вала 1, когда в качестве отражающего зеркала 8 применено тело вращения типа цилиндра, сферы, кЬнусв.

Применяя тела врвшения типа цилиндра, необходимо согласовывать размещение соответствующих отверстий 9 и 10 на охватывающем валу.

Нв фиг. 5 изображена в качестве отражающего зеркала 8 поверхность типа косой плоскости — линейчвтой поверхности, образованной движением одной прямой по двум другим скрещивающимся прямым, В этом случае отверстия 9 и 10 могут быть выполнены на одних и тех же образующих охватывающего вала 2.

Перед началом работы на вращающихся валах 1 и 2 проводят TBpHpoBKó и настройку оптической системы, прикладывая к этим валам эталонную нагрузку, эталонные крутящие моменты, добиваясь за счет настроечных элементов, например, нв отражающем зеркале 4 идентичности показаний по всем отражающим зеркалам 7 и

8 последовательным поворотом обоих валов.

Во время работы валов 1 и 2 параллельные лучи света от источников света

5 и 6 попадают на отражающие зеркала

3 и 4 и, отражаясь от них вдоль оси валов, попадают на отражающие зеркала 7 и 8. Под действием крутяших моментов валы 1 и 2 будут скручиваться на базах между отражающими зеркалами 3 и 7 и

4 и 8 HB некоторые углы скрутки. В зависимости от этого лучи источников све« та 5 и 6 будут приходить в разные точки регистрирующего устройства 11. Для опознания принадлежности лучей, попадающих нв регистрирующее устройство 11, гому или другому из скручиваемых валов от источников света 5 и 6 необходимо направлять монохромвтические лучи света

657282 с разными длинами волн, например, желтоу о и синего спектров.

В этом случае регистрирующее устройство 11 измерителя крутящего момента должно содержать элементы распозна- 5 вания этих сигналов, Формул а изобретения

Измеритель крутящего момента, содержаший основной вал, концентрично которому установлен обхватываюший вал, источники света, регистрирующее устройство и отражающие зеркала, установленные на валах напротив источников света и регистрируюшего устройства, о т л и ч а ю— ш и и с я тем, что, с целью измерения крутяшего момента на валах, врашаюшихся с разной скоростью, в нем в обхватываюшем валу выполнены отверстия, расположенные напротив источников света и регистрируюшего устройства, причем отражающие .зеркала выполнены с переменными углами нормали поверхности к образующим валов, а источники света выполнены монохроматическими с различной длиной волны.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Англии % 1096606, кл. G 1 А, 1964.

2, Авторское свидетельство СССР

Ию 8766, кл. G 01 1 1/24, 1928.

657282

Составитель А. Новиков

Редактор С. Хейфиц Техред С. Мигай

Корректор П. Макаревич

Зак аз 1 7 8 1 /40 Тираж 1089 Подписное

UHHHHH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

l13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент",г, Ужгород, ул. Проектная, 4