Измеритель крутящего момента

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (72) Автор изобретения

О,Н, Антонов (71) Заявитель (54) ИЗМЕРИТЕЛЬ КРУТЯЩЕГО N0MEHTA

Настоящее изобретение касается силоиэмерительной техники и может быть использовано для измерения крутящего момента.

Известно устройство для измерения крутящего момента, содержащее два диска с прорезями, закрепленные на скручиваемом моментом валу,источник света, фотоэлемент и регистрирующую аппаратуру J1), Недостатком устройства является сложность регистрирующей аппаратуры.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному является измеритель крутящего момента, содержащий два рядом расположенных диска с прорезями, связанные с концами упругого вала, источник света, фотоэлементы и регистрирующее устройство (2) °

Недостатком такого измерителя является низкая точность измерения, Бель изобретения — повышение точl ности измерения °

Это достигается тем, что в предложенном измерителе источник света выполнен пульсирующим с заданной частотой, а минимум два фотоэлемента расположены так, что длин из них находится против центра прорези, а другой против центра перемычки между прорезями, а также за счет того, что он снабжен эталонным фотоэлементом, установленным вблизи источника света, и дополнительным регистриру)ощим устройством

На фнг, 1 изображена стрУктурная схема измерителя; на фиг. 2 - то же, вид A на фиг. 1) на фиг., 3 - сигналы, вырабатываемые измерителем.

Измеритель крутящего момента содержит закрепленные на упругом валу диски 1 и 2, в которых выполнены сквозные прорези 3-6, От импульсного источника 7 света определенной частоты, например s несколько килогерц, свет попадает на призму 8, которая направляет поток света параллельно оси вала на прорези дисков, С другой стороны дисков установлены фотоэлементы 9 и 10, включенные в одну цепь счетчиков 11 импульсов. Эталонный (контрольный) фотоэлемент 12 установлен вблизи импульсного источника 7 света и включен в цепь счетчика 13. Прорези 3-6 выполнечы в дисках 2 и 1 идентично, например, фре,эерованием или при помощи Фотолито714183

15 графин, одновременно с одного установа р когда диски 2 и 1 эафиксирова-. нй"в окружном направлении друг.относительно друга при помощи контроль-. ных калиброванных отверстий 14,и 15, в иоторые с очень малым зазором sxoдят фиксирующие штифты 16, Предпочтительной формой прорезей 4 и б является такая, когда две боковые стороны прорезей направлены по радиусам дисков., а две другие направлены по окружности этих дисков, Ыаг между этими прорезями определяется максимальным углом скручивания к вала, Угол между прорезяМи . С должен быть больше или равен максимальному углу . скручивания вала, Чтобы результат измерений не зависел от числа оборо» тов вала, отверстия 4 и б рааположены в два ряда, а фотоэлементы 9 и 10 расположены строго по радиусу диска.

Если. фотоэлемент 9 находится в данный момент против середины про1 еви

4р то s это же время фотоэлемент 10 располагается против середины пере-, мтчки между прорезями б, Смйсл не изменится, если фотоэлементы 9 и 10 расположейы на окружности одного ра диуса и на расстоянии один от другого раином половине шага между про-. резями (углу< ) на этом радиусе.Кроме этой формы исполйения прорезей, последние могут быть изготовлены любой другой формы 17, варианты ко торых изображены íà фиг, 2, При таких формах прорезей несколько усложняется процесс тарировки устройства, Для настройки устройства на нулевой момент одна из заделок дисков 2 и 1, например диска 2, выполнена с возможностью проворота диска в окружном направлении и снабжена фиксатором 18 для фиксации этого диска относительно вала. Для предотвращения смещения дисков 2 и 1 во время работы под дейстиием тряски, вибраций;

"и прогибов вала между трубой 19 диска 1 и валом установлены подшипники

20 качения, Для связи с электронной машиной 3ВМ 23 измеритель снабжен двумя каналами 21 и 22, по которым имйульсы п„и п от эталонного. 12 и основных 9 и 10 фотоэлементов, разность между которыми пропорциональна крутящему моменту, передаются s

ЭВМ, рйровку измерителя. Для этого включают импульсный источник света 7 и йастраивают его на определенную по.стоянную частоту вспышек, например, по- 2 кгц, контроль за которым ведут по показаниям счетчика 13, Вал нагружают эталонными моментами, вызывающими относительный поворот диска 2 относительно диска 1, При этом прорези дисков взаимно перекрываются перемычками между прорезями, При максимальном угле. скручивания это перекрытие полное,.свет не проходит через прорези, При вращении вала измерителя, не нагруженного моментом М = О, через прорези 4 и б проходит наибольшее число импульсов, и счетчик 11, регистрирующий .сумму и, сигналов за определенное время t

{фиг, За) от фотоэлементов 9 и 10, показывает наибольшее число импульсов, За время t счетчик ll отсчитывает число импульсов, равное площади эпюры, у которой по оси ординат отложена частота, равная числу импульсов в единицу времени, а по оси абсцисс .- время подсчета этих импульсов t, В пределе, при равенстве угловых шагов с прорезей 4 и.б число, импульсов, отсчитанйых счетчиком

1l будет равно числу импульсов, отсчитанных счетчиком 13 за то же время, При нагружении вала моментами

М и М (фиг., Зб, в) число импульсов, отсчитанных счетчиком 11, будет меньше числа: импульсов, отсчитанных, g5 сЧетчиком 13, и пропорциональнО углу скручивания и крутящему моменту. Полученные при тарировке данные вводят-. ся в ЭВМ или оформляются в виде тарировочного графика (М = f (па " n )) ° ,При измерениях во время эксперимента

rio тарировочному графику и разности импульсовГ(n - и, ) определяют неизвестные моменты, Изменение скорости вращения вала

1 на результаты измерений Не оказы4> вает влияния, При возрастании числа оборотов вала вдвое, число прямоугольников за время 4< (фиг. За) возрастает вдвое, а ширина их вдвое уменьшаетсяр в результате суммарное

5® число зарегистрированных импульсов сохранится неизменным.

Работает измеритель следующим образом." - — .

При отсутствии крутящего момента и вращения вала диск 2 ориентируют относительно диска 1 так, чтобы прорези 6 совпадали с идентичными прорезями 5, а прорези 4 — с прорез ямн 3. Для этого в контрольные калиброванные отверстия 14 и 15 вставляют штифты 16, Затем фиксатором 18 закрепляют диск 2 на валу, а штифт

16 убирают, После этого проводят таФормула изобретения

1.Измеритель крутящего момента,содержащий два рядом расположенных диска с прорезями, связанных с концами упругого вала, источник света, фотоэлементы и регистрирующее устройство, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, источник света выполнен пульсирующим с заданной частотой, а минимум два фотоэлемента располо714183 жены так, что один из них находится против центра прореэи, а другой против центра перемычки между прореэяMR °

2, Измеритель по п, 1, о т л и — . ч а ю шийся тем, что он снабжен эталоннйм фотоэлементом, установленным вблиэи источника света, и допоп нительным регистрирующим устройством.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Патент США Р 3888116, 5 кл. 01 L 3/12, 1975, 2, Авторское свидетельство СССР

Р 147011 кл, Q 01 Ь 3/12, 1959 (прототий) .

714183

Составитель Г, Белибеев теео 6 Корректор М. Поко

Эакаэ 9270/35 Тираж 1019 Подиисное

ИНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

113035Москва «Ж-3Б Ра ская наб, 4 5

Филиал ППП Патент, г, Ужгород, Ул, Проектная, 4