CS265015B1 - Zařízení pro řízení kroutícího momentu - Google Patents

Abstract

účelon řečení je umožnit alespoň informativní míření kroutícího momentu na točivých strojích pracujících v obtížných podmínkách, ve znečištěném prostředí, a to bez použití součástí komplikujících funkci a konstrukci výkonných prvků točivých strojů. Účelu sc dosahuje zařízení.·:., jehož podstata spočívá v tom, že k vnějšímu kroužku prvního valivého ložiska, rozepřenému stacionární trubkovou rozpěrkou o vnější kroužek druhého valivého ložiska, je zevně přiložen tlačný kroužek dosedající na snímací mezikružní desku, opatřenou deforI mačníňi snímači a upevněnou šrouby k loziskovému bloku, přitom vnitřní kroužek prvního valivého ložiska je zevně· za- * jištěn opěrným prstencem a zevnitř uná- , senou trubkovou rozpěrkou, opřenou o vnitřní kroužek druhého valivého ložiska.

Description

Vynález se týká zařízení pro měření kroutícího momentu hnaného hřídele, spojeného ozubenými koly s hnacím hřídelem a uloženého ve valivých ložiskách. Účelem vynálezu je umožnit alespoň informativní měřeni kroutícího momentu na točivých strojích pracujících v obtížných podmínkách, ve znečištěném prostředí, a to bez použití součástí komplikujících funkci a konstrukci výkonných prvků točivých strojů.

Pro měření kroutícího momentu se převážně používá elektrických torzních dynamometrů, zvláště tenzometrických. Tenzometry jsou nalepeny na torzních členech nahrazujících část hnaného hřídele a připojeny ke kolektorovým kroužkům. Elektrické údaje se snímají z kolektorových kroužků sběrnými kartáčky nebo bezkontaktně miniaturními vysilači. Jako indikátory se přitom používají tenzometrické aparatury vyrovnávající odporový' můstek tenzometrů /Příručka měřicí techniky, SNTL, Praha, s. 536 an. /.

Nevýhodou známých torzních tenzometrických dynamometrů je nespolehlivá funkce sběrných kartáčků, které .nezajištují korektní přenos elektrických signálů z rotujících kroužků do tenzometrické aparatury. Již nepatrná změna jakosti povrchu styčných ploch, jejich oxidace, koroze a mechanické narušeni nebo změna přítlačné sily a otáček způsobuje změnu, přechodových odporů mezi sběrnými kartáčky a kolektorem, jejíž následkem jsou nekontrolovatelné chyby měření. Funkce bezkontaktních snímačů je narušována elektrickými výboji např. spa lovaci cg· hnací ch motorů. Tato zařízení pro měření kroutícího momentu nejsou proto spcle.h,.Livě použitelná u točivých strojů pracujících v těžkých podmiň-, kách, např. u vrtných souprav pro hloubeni zemních vrtů.

Je známé záři zení pro snímáni směru a velikos-ti točivého momentu, které nevýhody přenosu elektrických signálů odstraňuje a jehož podstatou je snímání axiální síty vznikající na závite , a šikmém ozubeni převodových kol hřídelů při přenášení kroutí- 2 - . 265 Οχ5 čího momentu /CS AO 234 988/. Snímač tohoto zařízení sestává ze snímací trubky s tenzometry, která je jednou stranou spojena ložiskem výstupního ozubeného kola a druhou stranou s rámem převodové skříně.

Nevýhodou známého zařízení pro měření kroutícího momentu je nutnost použití netypického ozubeného kola s trubkovým čelním nákružkem a přídavného ložiska, které zvyšuje třecí ztráty započítávané do měřeného kroutícího momentu a způsobuje statickou neurčitost uložení výstupního hřídele, působící další nepostižitelné zkreslení měřených veličin. Další nevýhodou tohoto zařízení je nízká deformační schopnost snímací trubky vzhledem k požadavku na její zatěžování a obtížná, pracná vyměnite Inost/ např. při poruše tenzometrů.

Uvedené nevýhody odstraňuje zařízení pro měření kroutícího momen.tu výstupního hřídele uloženého ve valivých ložiskách a spojeného ozubenými koly s hnacím hřídelem, zařízeni podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že k vnějšímu kroužku prvního valivého ložiska, rozepřenému stacionární trubkovou rozpěrkou o vnější kroužek druhého valivého ložiska, je zevně přiložen tlačný kroužek dosedající na snímací mezikružni desku opatřenou deformačními snímači a upevněnou šrouby k ložiskovému bloku, přitom vnitřní kroužek prvního valivého ložiska je zevně zajištěn opěrným prstencem a zevnitř unášenou trubkovou rozpěrkou, opřenou o vnitřní kroužek druhého va livého ložiska.

Z hlediska provozní spolehlivosti zařízeni podle vynálezu je výhodné, když snímací mezikružni deska je opatřena těsnicím víkem, upevněným šrouby k ložiskovému bloku.

Výhodou zařízení pro měřeni kroutícího momentu podle vynálezu je odolnost vůči ztíženému provoznímu prostředí a vzhledem ; k těmtopodmínkám i dobrá citlivost. Odolnost a citlivost tohoto zařízeni umožňující jeho využití u takových strojů, kde měření kroutícího momentu je z provozního a technologického hlediska potřebné, avšak-pro znečištěné a hrubé prostředí dosavadními mě*, řičí neuskutečnitelné. Tak např. u zeměvrtných souprav je třeba·¹ s poj i tě' měř i t kroutící moment na· výstupním h ří de l i spojeném s vrtnou kolonou, aby bylo možné sledovat zatěžování.vrtné kolony. í a zabránit překročeni jejích pevnostní ch;.parame trú> aby bylo : možné sledovat řezný odpor horniny a navozovat optimální provozní i. energetické podmínky pro práci vrtného nástroje na četbě

265 Οχ5 vrtu. Vzhledem k prašnosti, vibracím, otřesům, povětrnostním vlivům neni možné používat známých měřičů kroutícího momentu, takže většina vrtných souprav je řízena empiricky bez soustavného sledováni kroutícího momentu. Zařízení podle vynálezu je funkční i v těchto těžkých podmínkách a vzhledem k citlivosti je více než informativním · měři čem výkonu točivých strojů.

Příklad zařízení podle vynálezu je znázorněn na přiložených výkresech, kde na obr. 1 je zařízení v podélném řezu a na obr. 2 totéž zařízení v příčném řezu rovinou A - A z obr. 1.

Zařízení pro měřeni kroutícího momentu podle vynálezu je uspořádáno na výstupním hřídeli J, spojeném ozubenými koly 1 2 s hnacím hřídelem 14. Výstupní hřídel Jí je uložen v prvém valivém ložisku 3 a v druhém valivém ložisku 13. Vnější kroužek 15 «η» «setr· prvního valivého ložiska J a vnější kroužek 16 druhého valivého ložiska 13 jsou zevnitř rozepřeny stacionární trubkovou rozpěrkou 19. Vnitřní kroužek 17 prvního valivého ložiska 3 a vnitřní i*mhb jeee*» _r *sar kroužek 18 druhého valivého ložiska 13 jsou zevnitř rozepřeny «ftUUOS ·«»» unášenou trubkovou rozpěrkou J?. Zevně přiléhá čelně na vnější kroužek 15 prvního valivého ložiska J5 tlačný kroužek J* dosedají cí rovněž čelně na snímací mezikružní desku 6 opatřenou deformačními snímači J a těsnicím víkem J5. Snímací mezikružní deska i těsnicí víko .5, navlečené na opěrném prstenci J3 dosedajícím čelně na vnitřní kroužek 17 prvního valivého ložiska J, jsou upevněny šrouby 11 k ložiskovému blokuj. Opěrný prstenec 8 je na výstupním hřídeli 2 zajištěn klínovou objímkou JO. Deformační snímače J jsou elektricky spojeny s vyhodnocovací aparaturou

20.

ΓΙΕ®,- i·'

Kroutící moment hnací hřídele se přenáší ozubenými koly na výstupní hřídel J. Poněvadž ozubená kola JJ nejsou samosvorná, působí na výstupní hřídel 2 a druhé valivé ložisko J3 jako složka kroutícího momentu axiální sila, která se přenáší přes trubkové rozpěrky 9, 19 a opěrný prstenec na první valivé ložisko 3. Z vnějšího kroužku 15 prvního valivého ložiska 3 se dále přenáší axiální sila prostřednictvím tlačného kroužku 4 na snímací mezikružní desku 6, která sě deformuje, nebot je «Η» *** po obvodě upevněna š rouby· > 11 k·, l ož i s kovému bloku. Zvětšuje-li se axi'á tni síla,' zvyšuje se - předpětí snímací mezikružní desky 6 a zvětšuje se i její deformace. V opačném případě nastává odlehčováni snímací mezikružní desky 2 a zmenšováni její deformace. Na změny deformaci reagují deformační snímače ,7 změnami

265 Οχ5 odporových hodnot, které jsou úměrné změnám zjištovaného kroutícího momentu. Elektrické údaje o změnách odporových hodnot se přenášejí bez jakýchkoliv problémů stacionárními prostředky do vyhodnocovací aparatury 20, na níž lze sledovat měrné hodnoty přenášeného kroutícího momentu.

Vynález je využitelný v převodovkách s ozubenými koly u zeměvrtných souprav, stavebních strojů, dobývacich strojů apod., u nichž je vhodné regulovat velikost kroutícího momentu, a které pracují v obtížných podmínkách.

Claims (2)

1. Zařízení pro měření kroutícího momentu výstupního hřídele, spojeného ozubenými koly s hnacím hřídelem a uloženého vé válivých ložiskách, vyznačené tim, že k vnějšímu kroužku /15/ prvního valivého ložiska /3/, rozepřenému stacionární trubkovou rozpěrkou /19/ o vnější kroužek /16/ druhého valivého ložiska /13/, je zevně přiložen tlačný kroužek /4/ dosedající na snímací mezikružni desku /6/ opatřenou deformačními snímači /7/ a upevněnou šrouby /11/ k ložiskovému bloku /1/, přitom vnitřní kroužek /17/ prvního valivého ložiska /3/ je zevně zajištěn opěrným prstencem /8/ a zevnitř unášenou trubkovou rozpěrkou 191, opřenou o vnitřní kroužek /18/ druhého valivého ložiska /13/.

2. Zařízení podle bodu 1, vyznačené tím, že snímací mezikružni deska /6/ je opatřena těsnicím víkem /5/, upevněným šrouby /11/ k ložiskovému bloku /1/.