RU133296U1 - Измерительный преобразователь вращающего момента - Google Patents

Abstract

Измерительный преобразователь вращающего момента, содержащий механизм преобразования вращающего момента в гидравлический сигнал, выполненный в виде ведущего звена с фигурной головкой, в тангенциальных каналах которой размещены чувствительные элементы, и связанного с ним через упругие элементы ведомого звена с корпусом, в котором имеются упоры, взаимодействующие с чувствительными элементами, и измерительную систему, чувствительные элементы выполнены в виде однонаправленных сопл и образуют с упорами корпуса зазоры для прохода жидкости, сопла соединены по мостовой схеме с источником питания, регистрирующий элемент измерительной системы включен в диагональ моста, упругие элементы могут регулироваться, между ведущим и ведомым звеньями образована герметичная сливная полость, которая через канал, выполненный в ведущем звене, и неподвижный коллектор сообщается с баком насосной станции, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения вращающего момента и упрощения конструкции преобразователя, фигурная головка имеет форму цилиндрического вала с двумя симметричными лысками, упоры корпуса ведомого звена выполнены подвижными, соосными соплам и могут регулироваться, упругие элементы установлены соосно соплам с одной стороны фигурной головки, постоянные дроссели мостовой схемы выполнены в штуцерах коллектора.

Description

Полезная модель относится к измерительной технике и предназначена для измерения и контроля вращающего момента в системах автоматического регулирования приводов промышленного оборудования.

Известен измерительный преобразователь вращающего момента, содержащий механизм преобразования вращающего момента в гидравлический сигнал, выполненный в виде ведущего звена с фигурной головкой, в тангенциальных каналах которой размещены чувствительные элементы, и связанного с ним через упругие элементы ведомого звена с корпусом, в котором имеются упоры, взаимодействующие с чувствительными элементами, и измерительную систему, чувствительные элементы выполнены в виде однонаправленных сопл и образуют с упорами корпуса зазоры для прохода жидкости, сопла соединены по мостовой схеме с источником питания, регистрирующий элемент измерительной системы включен в диагональ моста, фигурная головка имеет крестообразную форму, а упругие элементы установлены по обеим сторонам выступов фигурной головки и могут регулироваться [1].

Преобразователь имеет сложную конструкцию и недостаточную точность измерения вращающего момента.

Крестообразная форма головки ведущего звена и особенно аналогичные крестообразные пазы ведомого звена сложны в изготовлении, что неизбежно приводит к погрешностям формы и расположения рабочих поверхностей и сборки устройства, а точная наладка преобразователя путем регулировки одинаковых усилий четырех упругих элементов не представляется возможной.

Низкая точность измерения вращающего момента, обусловлена, кроме всего прочего, расположением постоянных дросселей мостовой схемы вне измерительного преобразователя. При этом гидравлические линии, образующие плечи моста, имеют большие объемы, а находящаяся в них рабочая жидкость обладает сжимаемостью. Сжимаемость жидкости снижает быстродействие измерительного преобразователя и точность измерения вращающего момента.

Известен также измерительный преобразователь вращающего момента, содержащий механизм преобразования вращающего момента в гидравлический сигнал, выполненный в виде ведущего звена с фигурной головкой, в тангенциальных каналах которой размещены чувствительные элементы, и связанного с ним через упругие элементы ведомого звена с корпусом, в котором имеются упоры, взаимодействующие с чувствительными элементами, и измерительную систему, чувствительные элементы выполнены в виде однонаправленных сопл и образуют с упорами корпуса зазоры для прохода жидкости, сопла соединены по мостовой схеме с источником питания, регистрирующий элемент измерительной системы включен в диагональ моста, фигурная головка имеет крестообразную форму, а упругие элементы установлены по обеим сторонам выступов фигурной головки и могут регулироваться, между ведущим и ведомым звеньями образована герметичная сливная полость, которая через канал, выполненный в ведущем звене, и неподвижный коллектор сообщается с баком насосной станции [2].

Недостатки данного устройства те же, что и у первого аналога.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому устройству является измерительный преобразователь вращающего момента, содержит механизм преобразования вращающего момента в гидравлический сигнал, выполненный в виде ведущего звена с фигурной головкой, в тангенциальных каналах которой размещены чувствительные элементы, и связанного с ним через упругие элементы ведомого звена с корпусом, в котором имеются упоры, взаимодействующие с чувствительными элементами, и измерительную систему, чувствительные элементы выполнены в виде однонаправленных сопл и образуют с упорами корпуса зазоры для прохода жидкости, сопла соединены по мостовой схеме с источником питания, регистрирующий элемент измерительной системы включен в диагональ моста, фигурная головка имеет крестообразную форму, а упругие элементы установлены по обеим сторонам выступов фигурной головки и могут регулироваться, между ведущим и ведомым звеньями образована герметичная сливная полость, которая через канал, выполненный в ведущем звене, и неподвижный коллектор сообщается с баком насосной станции, в коллекторе выполнен канал, в котором установлены постоянные дроссели мостовой схемы, а рабочая жидкость подается через коллектор на вход постоянных дросселей от насосной станции [3].

Недостатки данного устройства те же, что и у рассмотренных выше аналогов.

Установка постоянных дросселей мостовой схемы в канале коллектора уменьшает объемы сжимаемой жидкости в плечах моста, но одновременно усложняет конструкцию и снижает ремонтопригодность преобразователя.

Целью полезной модели является повышение точности измерения вращающего момента и упрощение конструкции преобразователя.

Указанная цель достигается тем, что фигурная головка имеет форму цилиндрического вала с двумя симметричными лысками, упоры корпуса ведомого звена выполнены подвижными, соосными соплам и могут регулироваться, упругие элементы установлены соосно соплам с одной стороны фигурной головки, постоянные дроссели мостовой схемы выполнены в штуцерах коллектора.

Сравнение заявленного устройства с прототипом показывает, что имеет место наличие новых элементов и функциональных связей между ними.

Новые элементы: фигурная головка ведущего эвена в форме цилиндрического вала с двумя симметричными лысками; регулируемые подвижные упоры корпуса ведомого эвена, соосные соплам; упругие элементы, соосные соплам и установленные с одной стороны фигурной головки; постоянные дроссели мостовой схемы, выполненные в штуцерах коллектора.

Новые функциональные связи: использование фигурной головки ведущего звена в форме цилиндрического вала с двумя симметричными лысками взамен крестообразной, сокращение числа упругих элементов с четырех до двух и установка их соосно соплам с одной стороны фигурной головки, перенос постоянных дросселей мостовой схемы из канала коллектора в штуцера упростили конструкцию, изготовление и сборку измерительного преобразователя, а также снизили погрешности формы и расположения рабочих поверхностей деталей устройства.

Использование регулируемых подвижных упоров корпуса ведомого звена упростило настройку рабочих зазоров для прохода жидкости между их торцами и торцами сопл и повысило точность этой настройки.

Сокращение числа упругих элементов и изменение их размещения в устройстве сделало возможным точную регулировку их усилий, определяющих величину номинального вращающего момента, передаваемого ведущим звеном преобразователя ведомому звену.

Наличие новых элементов и функциональных связей позволяет повысить точность измерения вращающего момента, что достигается за счет упрощения конструкции устройства и уменьшения влияния погрешностей изготовления и сборки, а также повышения точности регулировки преобразователя.

На фиг. 1 показан измерительный преобразователь, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1.

Измерительный преобразователь вращающего момента содержит механизм преобразования вращающего момента в гидравлический сигнал, выполненный в виде ведущего звена 1 с фигурной головкой, в тангенциальных каналах которой однонаправлено установлены сопла 2 и 3, образующие с упорами 4 и 5 корпуса ведомого звена 6 зазоры для прохода рабочей жидкости. Ведущее и ведомое звенья преобразователя связаны упругими элементами 7 и 8, установленными соосно соплам с одной стороны фигурной головки. Предварительный натяг упругих элементов регулируется винтами 9 и 10.

Питание преобразователя рабочей жидкостью от насосной станции осуществляется через постоянные дроссели, которые выполнены в штуцерах 11 и 12 коллектора 13.

Сопла образуют с постоянными дросселями мостовую схему, а регистрирующий элемент 14 измерительной системы включен в диагональ моста через штуцеры 15 и 16. Между ведущим и ведомым звеньями преобразователя образована герметичная сливная полость 17, которая через осевой канал, выполненный в ведущем звене, и штуцер 18 коллектора сообщается с баком насосной станции.

Для обеспечения герметичности внутренних полостей и каналов преобразователя служат уплотнительные кольца 19, 20, 21 и 22.

Положение коллектора на ведущем элементе зафиксировано стопорным кольцом 23.

Измерительный преобразователь работает следующим образом.

При постоянном давлении P₀ рабочая жидкость подводится от источника питания (насосной станции) через постоянные дроссели в штуцерах 11 и 12 неподвижного коллектора 13 к соплам 2 и 3. Через зазоры между упорами 4 и 5 корпуса ведомого звена и торцами сопл жидкость истекает в герметичную сливную полость 17, из которой проходит по осевому каналу ведущего звена и через штуцер 18 по сливной линии возвращается в бак насосной станции.

Установка одинаковых начальных зазоров между упорами и соплами осуществляется винтами 4 и 5, а настройка номинального вращающего момента на валу производится регулировочными винтами 9 и 10 за счет изменения предварительного натяга упругих элементов 7 и 8.

При правильной настройке преобразователя давления P₁ и P₂ под торцами регистрирующего элемента 14 должны быть равны.

При нагружении вала вращающим моментом, большим по величине, чем номинальный, происходит поворот ведущего звена относительно ведомого звена, что вызывает разнонаправленное изменение зазоров между торцами сопл 2 и 3 и упорами 4 и 5. Изменение зазоров приводит к изменению сопротивлений течению жидкости из сопл и к изменению давлений P₁ и P₂ под торцами элемента 14. Возникающий перепад давлений рабочей жидкости приводит в действие регистрирующий элемент 14, перемещение которого пропорционально изменению вращающего момента.

Сигнал в виде разности давлений на выходе измерительного преобразователя можно использовать для приведения в действие управляющего элемента системы автоматического регулирования, в качестве которого обычно используют золотниковый дросселирующий распределитель, регулирующий соответствующим образом расход жидкости на входе и выходе гидравлического двигателя машины, или зарегистрировать по показаниям контрольного прибора, например, дифференциального манометра.

Источники информации, принятые во внимание

1. Патент РФ на полезную модель №99163, Кл. G01L 3/20, 15.06.10.

2. Патент РФ на полезную модель №111290, Кл. G01L 3/20, 15.06.2011.

3. Патент РФ на полезную модель №116636, Кл. G01L 3/20, 22.02.12 (прототип).

Claims (1)

1. Измерительный преобразователь вращающего момента, содержащий механизм преобразования вращающего момента в гидравлический сигнал, выполненный в виде ведущего звена с фигурной головкой, в тангенциальных каналах которой размещены чувствительные элементы, и связанного с ним через упругие элементы ведомого звена с корпусом, в котором имеются упоры, взаимодействующие с чувствительными элементами, и измерительную систему, чувствительные элементы выполнены в виде однонаправленных сопл и образуют с упорами корпуса зазоры для прохода жидкости, сопла соединены по мостовой схеме с источником питания, регистрирующий элемент измерительной системы включен в диагональ моста, упругие элементы могут регулироваться, между ведущим и ведомым звеньями образована герметичная сливная полость, которая через канал, выполненный в ведущем звене, и неподвижный коллектор сообщается с баком насосной станции, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения вращающего момента и упрощения конструкции преобразователя, фигурная головка имеет форму цилиндрического вала с двумя симметричными лысками, упоры корпуса ведомого звена выполнены подвижными, соосными соплам и могут регулироваться, упругие элементы установлены соосно соплам с одной стороны фигурной головки, постоянные дроссели мостовой схемы выполнены в штуцерах коллектора.

   

Images