CS209772B1 - Zařízení pro měření kroutícího momentu - Google Patents

Abstract

Účelem vynálezu je zvýšit přesnost měření kroutícího momentu a vyloučit vliv případných vibračních pohybů hřídele při tomto měření. Uvedeného účelu je dosaženo zařízením podle vynálezu tak, že u každého ozubeného kotouče jsou umístěny dva snímače pevně spojené se základnou, uložené proti sobě a natočené vzájemně na obvodě kotoučů o úhel 180°. Kotouče jsou na svém obvodě opatřeny póly magnetů.

Description

Vynález se týká zařízení pro měření kroutícího momentu přenášeného za rotace hřídelem, zejména zařízení, určující velikost kroutícího momentu ze zkroucení určité části hřídele se známou torzní tuhostí. Přenášený moment je pak úměrný úhlu zkroucení sledované části hřídele.

Obtížnost této úlohy spočívá především v tom, že příslušné úhly zkroucení bývají velmi malé (řádově desetiny stupně), proměřovaný hřídel obyčejně silně kmitá v příčném směru, což působí rušivě, a mimo to se často požaduje bezdotykové měření, to je bezdotykový přenos informace o úhlu zkrouceni rotující části, nebol s mechanickými doteky mívá značnou poruchovost.

Známý stav techniky představuje uspořádání, kde na hřídel namáhaný kroutícím momentem jsou v určité vzdálenosti nad dvěma různými průřezy hřídele umístěna a pevně s hřídelem spojena dvě ozubená kola, každé z nich se stejným počtem zubů. U každého ozubeného kola je jeden snímač pevně spojený se základnou, který indikuje okamžik průchodu zubů snímačem.

Při zatížení hřídele kroutícím momentem se v důsledku zkroucení hřídele vzájemně posouvají průchody zubů snímačem, takže se časově vzájemně posouvají také jejich výstupní elektrické signály. Jejich náběžné hrany jsou vzájemně posunuty o fázový úhel. Velikost fázového úhlu závisí na přenášeném torzním momentu hřídele. Známá zařízení na měření torzního momentu jsou založena na využití tohoto principu. Je zřejmé, že místo ozubených kol lze použít zářezů nebo střídání barev pro optickou indikaci magnetů nebo magnetických výstupků v kombinaci s elektromagnetickými snímači, magnetické pásky s nahraným periodickým signálem indikovaným magnetickou hlavou. Záměna snímacího způsobu neovlivňuje vlastní princip měření. Se zkracováním potřebné délky hřídele využité pro měřeni momentu a se snižováním namáhání této části hřídele, což je výhodné pro návrh a konstrukci, rostou požadavky na citlivost měření. Při zvyšování citlivosti působí rušivě příčné kmity hřídele, které mění okamžiky průchodu nulou a tím i fázovým úhlem. Tato okolnost je nežádoucím omezujícím činitelem při měření i návrhu zařízení podle známého stavu techniky.

Výše uvedené nedostatky jsou odstraněny zařízením pro měření kroutícího momentu podle vynálezu, jehož podstatou je to, že u každého kotouče jsou upraveny dva snímače uložené souose proti sobě a natočené vzájemně na obvodě kotoučů o úhel 180°. Kotouče jsou na svém obvodě opatřeny póly magnetu.

Tím, že se použijí dva snímače proti sobě, vyloučí se rušivé kmity hřídele tak, že u jedné dvojice snímačů se fázový úhel v důsledku precésního pohybu hřídele zvětší a u druhé dvojice dojde k stejnému snížení fázového úhlu. U zařízení podle vynálezu se v podstatě vychází z hodnoty fázového úhlu obou dvojic snímačů, která se precésním pohybem hřídele neovlivňuje. Tím se docílí vyšší přesnosti měření, což má příznivý vliv na citlivost zařízení, umožňuje zkrátit potřebnou délku hřídele pro vyhodnoceni hřídele a provádět měření bez konstrukčních úprav a přídavných zařízení.

Ka připojeném výkresu je znázorněn v axonometrickém pohledu příklad provedení zařízení pro měření kroutícího momentu.

Na otáčející se otočný hřídel J_, přenášející torzní moment, jsou v určité vzdálenosti nad různými průřezy 8, 2 umístěny ozubené kotouče 2, j se stejnými počty zubů. U prvního ozubeného kotouče 2 jsou umístěny vzájemně proti sobě a pevně spojeny se základnou prvé držáky _4, 10 v nichž jsou umístěny prvé snímače j5, 12. Obdobně u druhého ozubeného kotouče 3 jsou umístěny vzájemně proti sobě a pevně spojeny se základnou druhé držáky 1 1 . v nichž jsou umístěny druhé snímače 2, 12· P^i zatížení otočného hřídele J. kroutícím momentem se v důsledku zkrouceni otočného hřídele vzájemně posouvají průchody zubů mezi prvými snímali 6, J_2 prvního ozubeného kotouče 2 a druhými snímači 2, U druhého ozubeného kotouče Při zkrucování otočného hřídele 1 lze u každé dvojice snímačů 6, 12, 2, 1 3. které indikují průchod zubu ozubených kotoučů 2, 2, odvodit fázový úhel jf, který je úměrný přenášenému torznímu momentu. Při čistě torzním pohybu je tento fázový úhel £ u každé dvojice stejný. Dojde-li však k případným vibračním pohybům hřídele 1, zejména k synchronním vibračním pohybům s frekvencí otáček, pak precésní pohyb otočného hřídele i způsobí u jedné dvojice snímačů ř>, 12 zvětšení a u druhé dvojice snímačů 2, 13 stejně velké snížení fázového úhlu £, takže pro další vyhodnocení není precésním pohybem hodnota fázového úhlu £ ovlivněna.

Claims (2)

PŘEDMĚT VYNÁLEZU

1. Zařízení pro měření kroutícího momentu, obsahující otočný hřídel,s nimž jsou pevně spojeny ozubené kotouče a držáky snímačů pevně spojené se základnou, obsahující snímače, které jsou umístěny v bezprostřední blízkosti ozubení kotoučů, vyznačující se tím, že u každého kotouče (2, 3) jsou upraveny dva snímače (6, 12, 7, 13), uložené souose proti sobě a natočené vzájemně na obvodě kotoučů (2, 3) o úhel 180°.

2. Zařízení podle bodu 1, vyznačující se tím, že kotouče (2, 3) jsou na svém obvodě ' opatřeny póly magnetů.