RU157559U1 - Измерительный преобразователь вращающего момента - Google Patents

Abstract

Измерительный преобразователь вращающего момента, содержащий механизм преобразования вращающего момента в гидравлический сигнал, выполненный в виде ведущего и ведомого звеньев с упругим элементом, допускающим их относительный поворот, и неподвижную втулку с цилиндрическими каналами, параллельными оси вала, в которых размещены поршни, а полости, образованные цилиндрическими каналами и поршнями, соединены с измерительной системой, механизм преобразования вращающего момента в гидравлический сигнал выполнен в виде упругой торцовой кулачковой муфты, у которой ведомое звено может перемещаться в осевом направлении и имеет фланец, постоянно контактирующий с поршнями гидравлической измерительной системы, поршни размещены в неподвижной втулке соосно, навстречу друг другу, по обе стороны фланца ведомого звена, а полости под торцами поршней попарно соединены с полостями под торцами подвижного элемента исполнительного механизма измерительной системы, отличающийся тем, что полости под торцами поршней и полости под торцами подвижного элемента исполнительного механизма герметично закрыты неподвижными эластичными уплотнениями, допускающими осевое перемещение поршней и подвижного элемента исполнительного механизма гидравлической измерительной системы.

Description

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

Известный измерительный преобразователь содержит механизм преобразования вращающего момента в гидравлический сигнал, выполненный в виде ведущего и ведомого звеньев с упругим элементом, допускающим их относительный поворот, и неподвижную втулку с цилиндрическими каналами, параллельными оси вала, в которых размещены поршни, а полости, образованные цилиндрическими каналами и поршнями, соединены с измерительной системой [1].

Недостатком такого преобразователя является изменение в процессе эксплуатации точности измерения вращающего момента, обусловленное неизбежными утечками рабочей жидкости из замкнутых полостей высокого давления через уплотнения подвижных поршней.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому устройству является измерительный преобразователь вращающего момента, содержащий механизм преобразования вращающего момента в гидравлический сигнал, выполненный в виде ведущего и ведомого звеньев с упругим элементом, допускающим их относительный поворот, и неподвижную втулку с цилиндрическими каналами, параллельными оси вала, в которых размещены поршни, а полости, образованные цилиндрическими каналами и поршнями, соединены с измерительной системой, механизм преобразования вращающего момента в гидравлический сигнал выполнен в виде упругой торцовой кулачковой муфты, у которой ведомое звено может перемещаться в осевом направлении и имеет фланец, постоянно контактирующий с поршнями гидравлической измерительной системы, поршни размещены в неподвижной втулке соосно, навстречу друг другу, по обе стороны фланца ведомого звена, а полости под торцами поршней попарно соединены с полостями под торцами подвижного элемента исполнительного механизма измерительной системы [2].

Недостатком такого преобразователя является изменение в процессе эксплуатации точности измерения вращающего момента, что обусловлено неизбежными, разными по величине, утечками рабочей жидкости из замкнутых полостей высокого давления через уплотнения подвижных поршней.

Задачей, на решение которой направлена заявленная полезная модель, является поддержание точности измерения вращающего момента в процессе эксплуатации измерительного преобразователя.

Решение указанной задачи достигается тем, что полости под торцами поршней и полости под торцами подвижного элемента исполнительного механизма герметично закрыты неподвижными эластичными уплотнениями, допускающими осевое перемещение поршней и подвижного элемента исполнительного механизма гидравлической измерительной системы.

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

Новые детали: неподвижные эластичные уплотнения, герметично закрывающие полости под торцами поршней и полости под торцами подвижного элемента исполнительного механизма и допускающие осевое перемещение поршней и подвижного элемента исполнительного механизма измерительной системы.

Новые функциональные связи: неподвижные эластичные уплотнения, герметично закрывающие полости под торцами поршней и полости под торцами подвижного элемента исполнительного механизма, не допускают утечки рабочей жидкости, что обеспечивает поддержание точности измерения вращающего момента в процессе эксплуатации измерительного преобразователя.

Исполнительный механизм измерительной системы может быть непосредственно использован в качестве автоматического регулятора привода промышленного оборудования.

На фиг. 1 показан измерительный преобразователь, общий вид в разрезе.

Измерительный преобразователь вращающего момента (фиг. 1) предназначен для установки на выходном валу привода машины (например, шпинделе станка) внутри коробки скоростей или шпиндельной бабки и содержит втулку 1, на которой на опоре 2 установлено ведущее звено 3 и подвижное в осевом направлении ведомое звено 4 с фланцем. Звено 3 получает вращение от входного или промежуточного вала привода и передает его звену 4 посредством зацепления кулачков трапецеидального профиля, выполненных на торцах ведущего и ведомого звеньев.

Кулачки звена 4 поджаты к кулачкам звена 3 пружиной 5, предварительный натяг которой можно регулировать гайкой 6, и образуют механизм преобразования вращающего момента в осевое перемещение в виде упругой кулачковой муфты.

Поршни 7 и 8, размещены в цилиндрических каналах неподвижной втулки 9 соосно, навстречу друг другу, по обе стороны фланца ведомого звена и находятся в постоянном контакте с ним за счет действия давления рабочей жидкости.

Полости под торцами поршней образованы цилиндрическими расточками в крышках 10 и 11, жестко закрепленных на втулке 9, и попарно соединены с полостями под торцами подвижного элемента исполнительного механизма 16.

Неподвижные эластичные уплотнения 12, 13, 14 и 15, герметично закрывают полости под торцами поршней и полости под торцами подвижного элемента исполнительного механизма и не допускают утечки рабочей жидкости.

Давления p₁ и p₂ в каналах управления исполнительным механизмом 16 устанавливаются изменением положения втулки 9 относительно фланца ведомого звена. Оптимальной является настройка, при которой давление p₁ равно давлению p₂.

Номинальная величина передаваемого вращающего момента регулируется гайкой 6 путем настройки предварительного натяга пружины 5, прижимающей торцовые кулачки звена 4 к кулачкам звена 3.

Измерительный преобразователь работает следующим образом.

Вращающий момент от входного или промежуточного вала привода машины посредством зубчатого зацепления передается ведущему звену 3, затем через торцовые кулачки ведомому звену 4 и далее через втулку 1 выходному валу привода.

В случае, когда момент сил сопротивления превышает настроенную номинальную величину вращающего момента на выходном валу машины, происходит относительный поворот ведущего звена 3 измерительного преобразователя и ведомого звена 4, что приводит к осевому смещению последнего в сторону сжатия пружины 5, то есть влево.

Осевое смещение фланца звена 4 вызывает разнонаправленное смещение поршней 7 и 8 в цилиндрических каналах неподвижной втулки 9, что приводит к росту давления p₁ и уменьшению давления p₂ в каналах управления исполнительного механизма 16.

Разность давлений p₁ и p₂ прямо пропорциональна величине изменения вращающего момента от номинального значения.

Неподвижные эластичные уплотнения 12, 13, 14 и 15 не допускают утечки рабочей жидкости из полостей под торцами поршней и под торцами подвижного элемента исполнительного механизма, что обеспечивает поддержание точности измерения вращающего момента в процессе эксплуатации измерительного преобразователя.

Сигнал в виде разности давлений в каналах управления исполнительным механизмом на выходе измерительного преобразователя можно использовать для приведения в действие управляющего элемента системы автоматического регулирования или зарегистрировать по показаниям контрольного прибора.

Работа измерительного преобразователя не требует питания рабочей жидкостью от постороннего источника.

Источники информации, принятые во внимание

1. Авторское свидетельство СССР №678353, Кл. G01L 3/24, 27.06.77.

2. Патент РФ на полезную модель №140998, Кл. G01L 3/20, 15.10.13. (прототип).

Claims (1)

1. Измерительный преобразователь вращающего момента, содержащий механизм преобразования вращающего момента в гидравлический сигнал, выполненный в виде ведущего и ведомого звеньев с упругим элементом, допускающим их относительный поворот, и неподвижную втулку с цилиндрическими каналами, параллельными оси вала, в которых размещены поршни, а полости, образованные цилиндрическими каналами и поршнями, соединены с измерительной системой, механизм преобразования вращающего момента в гидравлический сигнал выполнен в виде упругой торцовой кулачковой муфты, у которой ведомое звено может перемещаться в осевом направлении и имеет фланец, постоянно контактирующий с поршнями гидравлической измерительной системы, поршни размещены в неподвижной втулке соосно, навстречу друг другу, по обе стороны фланца ведомого звена, а полости под торцами поршней попарно соединены с полостями под торцами подвижного элемента исполнительного механизма измерительной системы, отличающийся тем, что полости под торцами поршней и полости под торцами подвижного элемента исполнительного механизма герметично закрыты неподвижными эластичными уплотнениями, допускающими осевое перемещение поршней и подвижного элемента исполнительного механизма гидравлической измерительной системы.

   

Images