Магнитоупругий датчик крутящего момента

 

Союз Советских

Социалистииесюа

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОВРЕтЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ()667836

Ь,, Ъ (5 1) М. Кл. (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 22.12.77 (21) 255803!/18-10 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет—

G01 L3/10

Государственный квинтет

СССР по делам нзееретеннй н аткрытнй (53) УД К 531. 781 (088.8) Опубликовано 15.06.79. Бюллетень № 22

Дата опубликования описания 20.06.79 (72) Авторы изобретения

А. К. Шимохин и Л. Н. Цейтлин (71) Заявитель

Фрунзенский политехнический институт (54) МАГНИТОУПРУГИЛ ДАТЧИК КРУТЯЩЕГО МОМЕНТА

Изобретение относится к области силоизмерительной техники и может быть использовано для измерения крутящих моментов в металлорежущих станках, оснащаемых системами автоматического управления процессом резания. 5

Известный магнитоупругий датчик крутящего момента, содержащий три неподвижных кольцевых электромагнита с явно выраженными полюсами, расположенных концентрично с контролируемым участком вала, средний из которых несет на полюсах обмотки возбуждения, а крайние — измерительные обмотки, не обеспечивает требуемой точности измерений (1).

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является магнитоупругий датчик крутящего момента, содержащий упругий вал и электромагнитную систему, включающую две тороидальные катушки, расположенные вокруг вала, на каждой из которых размещено по одной обмотке возбуждения и измерительной обмотке (2) .

Недостатками такого датчика являются низкая чувствительность и нечувствительность к знаку крутящего момента.

Целью изобретения является повышение чувствительности при измерении знакопеременных моментов.

Это достигается за счет того, что в предлагаемом датчике на поверхности вала под

) катушками выполнены две группы прорезей, направленных встречно друг другу и под углом 45 к оси вала, а также за счет того, что катушки размещены на каркасах, выполненных из антифрикционного диэлектрика и опирающихся непосредственно на вал.

Описываемый датчик представлен на чертеже.

Магнитоупругий датчик крутящего момента содержит две катушки, каркасы которых 1 и 2 изготовлены из антифрикционного диэлектрика и служат одновременно подшипниками скольжения, с помощью которых он устанавливается на валу 3. На каждом каркасе I и 2 намотано по две обмотки. Обмотки 4 и 5 являются намагничивающими, а обмотки 6 и 7 — измерительными. Катушки заключены внутри магнитопроводов, состоящих из дисков 8 и колец 9. Все магнитопроводы набраны из лис667836

Формула изобретения товой электротехнической стали. Вал 3 имеет прорези 10, направленные под углом 45 к оси вала, причем прорези под катушками направлены встречно друг другу.

Благодаря наличию прорезей 10 на валу 3 магнитные потоки, создаваемые намагничивающими обмотками 4 и 5, распространяются вдоль направлений главных напряжений, причем, если под одной катушкой волокна поверхностного слоя вала испытывают сжатие при приложении к валу

10 крутящего момента, то под другои — растяжение. Каркасы катушек 1 и 2 выполнены из антифрикционного диэлектрика, например капролона марки В. Зазоры между валом 3 и отверстиями в каркасах 1 и 2 должны быть минимальными и обеспечивающими свободное вращение вала 3 при неподвижных каркасах 1 и 2. Относительно дисков магнитопроводов 8 каркасы 1 и 2 центрируются с помощью колец 11. Таким образом, каркасы катушек выполняют функцию опор датчика на валу 3, обеспечивая концентричность кольцевых зазоров между кольцевыми полюсами дисков 8 и валом 3, что позволяет свести до минимума зависимость выходного сигнала датчика от углового положения вала (так называемые «пуль- сации выходного сигнала»).

Намагничивающие обмотки 4 и 51соединены последовательно и питаются переменным током.

Измерительные обмотки 6 и 7 подключаются к схеме сравнения ЭДС (на чертеже не показана) на постоянном или переменном токе.

При отсутствии на валу 3 крутящего момента в измерительных обмотках 6-и 7 наводятся какие-то ЭДС и ЭДСОН. С помощью схемы сравнения (на чертеже не показана) на выходе устанавливается нулевой сигнал.

1 9 о 2

При приложении к валу 3 крутящего момента волокна его поверхности между прорезями 10 испытывают напряжения сжатия под одной катушкой и напряжение растяже н и я — под дру го й.

В результате изменяются магнитные свойства участков поверхности вала 3 под катушками, изменяются магнитные потоки, изменяются наводимые во вторичных обмотках

ЭДС1 и ЭДСОН и на выходе схемы сравнения появляется выходной сигнал, пропорциональный приложенному к валу крутящему моменту.

1. Магнитоупругий датчик крутящего момента, содержащий упругий вал и электромагнитную систему, включающую две тороидальные катушки, расположенные вокруг вала, на каждой из которых размещено по одной обмотке возбуждения и измерительной обмотке, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности при измерении знакопеременных моментов, на поверхности вала под катушками выполнены две группы прорезей, направленных встречно друг другу и под углом 45 к оси вала.

2. Датчик по п. 1, отличающийся тем, что, с целью уменьшения пульсаций выходного сигнала, катушки размещены на каркасах, выполненных из антифрикционного диэлектрика и опирающихся непосредственно на вал.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 214161, кл. G 01 L 3/10, 1967.

2. Авторское свидетельство СССР № 432357, кл. G 01 L 3/10, 1973.

Ц Н И И П И Заказ 34.51/36

Тираж 1089 Подписное

Филиал П П П «Патент».

r. Ужгород, ул. Проектная, 4