RU2247341C2

RU2247341C2 - Pressure gauge

Info

Publication number: RU2247341C2
Application number: RU2003136298/28A
Authority: RU
Inventors: Т.М. Зиньковска (RU); Т.М. Зиньковская
Original assignee: Зиньковская Татьяна Михайловна
Priority date: 2003-12-15
Filing date: 2003-12-15
Publication date: 2005-02-27

Abstract

FIELD: instrument industry.

SUBSTANCE: pressure gauge has pendulum measuring member provided with additional counterweight and arrester which can be adjusted in height and locked in the working position. The weight of the additional counterweight is determined from the equation proposed.

EFFECT: enhanced accuracy of measuring.

1 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к приборостроительной промышленности и может быть использовано для измерения крутящего момента на непрерывно вращающихся валах, например, электродвигателей.The invention relates to the instrument industry and can be used to measure the torque on continuously rotating shafts, for example, electric motors.

Известны моментомеры, основанные на статическом методе измерения, при котором крутящий момент на валу определяется при установившейся скорости вращения вала.Known momentometers based on the static measurement method, in which the torque on the shaft is determined at a steady speed of rotation of the shaft.

Данные моментомеры имеют три основные разновидности: тормозные, приводные, трансмиссионные.These momentometers have three main varieties: brake, drive, transmission.

Наиболее простыми и распространенными являются тормозные моментомеры, которые совмещают в себе тормозное устройство, нагружающее испытываемый двигатель тормозным моментом, и измерительный блок, необходимый для измерения этого момента.The simplest and most common are brake momentometers, which combine a braking device, which loads the tested engine with braking torque, and a measuring unit, which is necessary to measure this moment.

Применяются измерительные блоки различных типов: маятниковые, крутильные, рычажные, компенсационные (Потапов Л.А., Юферов Ф.М. Измерение вращающих моментов и скоростей вращения микроэлектродвигателей. - М.: Энергия, 1974). Наиболее близкими к предлагаемому являются тормозные электромагнитные моментомеры с дополнительным противовесом (Пермский межотраслевой территориальный центр научно-технической информации и пропаганды. Информ. листок №462-85. УДК 531.232.082. Маятниковый моментомер с дополнительным противовесом).Measuring blocks of various types are used: pendulum, torsion, link, compensation (Potapov L.A., Yuferov F.M. Measurement of torques and rotational speeds of microelectric motors. - M .: Energy, 1974). Closest to the proposed are electromagnetic brake torque meters with an additional counterweight (Perm Interdisciplinary Territorial Center for Scientific and Technical Information and Propaganda. Information leaflet No. 462-85. UDC 531.232.082. Pendulum torque meter with an additional counterweight).

Однако указанный моментомер обладает низкой точностью измерений из-за ограниченных размеров измерительной шкалы. Для отсчета показаний используется сектор шкалы в 120є, так как для начала отсчета не может быть использовано горизонтальное положение стрелки моментомера. Поворот маятникового противовеса на 90є от исходного вертикального положения для установки начальной точки отсчета приводит к “опрокидыванию” моментомера. Смещать начальную точку отсчета, соответствующую горизонтальному положению маятникового противовеса, необходимо и из-за “опрокидывания” моментомера, которое происходит при прекращении отсчета, когда нагрузка снимается с моментомера и маятниковая система возвращается в исходное состояние и по инерции проходит через нулевую точку.However, the specified momentometer has a low measurement accuracy due to the limited size of the measuring scale. To read the readings, a sector of the scale of 120є is used, since the horizontal position of the arrow of the momentmeter cannot be used to start the reading. A rotation of the pendulum counterweight by 90 ° from the initial vertical position to set the starting point of reference leads to the “tipping” of the momentmeter. It is also necessary to shift the starting point of reference corresponding to the horizontal position of the pendulum counterweight due to the “tipping” of the momentometer, which occurs when the counting stops, when the load is removed from the momentum and the pendulum system returns to its original state and passes through the zero point by inertia.

Кроме этого, на моментомере невозможна калибровка (установка на нуль начала отсчета шкалы) перед началом измерений.In addition, calibration is not possible at the moment meter (setting the zero point of the scale to zero) before starting the measurement.

Цель изобретения - повышение точности измерений и обеспечение калибровки моментомера.The purpose of the invention is to improve the accuracy of measurements and the calibration of the momentometer.

Указанная цель достигается установкой регулируемого по высоте с фиксацией в рабочем положении ограничителя движения дополнительного противовеса, при этом вес дополнительного противовеса выбирается из расчетаThe specified goal is achieved by installing a height-adjustable limiter in the working position of the movement limiter of the additional counterweight, while the weight of the additional counterweight is selected from the calculation

Р_д.пр=Р_м.пр· R/r,R _d.pr = R _m.pr · R / r,

где Р_д.пр - вес дополнительного противовеса;where R _D.pr - the weight of the additional counterweight;

Р_м.пр - вес маятникового противовеса;R _m.pr - the weight of the pendulum counterweight;

R - расстояние от оси вращения маятникового противовеса до его центра тяжести;R is the distance from the axis of rotation of the pendulum counterweight to its center of gravity;

r - радиус кулачка с дополнительным противовесом.r is the radius of the cam with an additional counterweight.

Установкой ограничителя движения дополнительного противовеса достигается установка нулевой точки отсчета при повороте маятникового противовеса на 90є от исходного вертикального, что приводит к расширению шкалы измерений и за счет этого увеличению точности измерений.By installing the additional counterweight movement limiter, a zero reference point is reached when the pendulum counterweight is rotated 90 ° from the original vertical counterweight, which leads to an expansion of the measurement scale and, thereby, an increase in the measurement accuracy.

На фиг.1 изображен моментомер, общий вид; на фиг.2 - вид А; на фиг.3 даны характеристики моментомера.Figure 1 shows a momentometer, a General view; figure 2 - view A; figure 3 shows the characteristics of the momentometer.

На основании 1 моментомера неподвижно закреплен кронштейн 2 со шкалой 3 и кронштейны 4 и 5 со свободно вращающейся осью 6 немагнитного металлического диска 7. В шарикоподшипниках кронштейна 2 установлен фланец 8 с системой электромагнитов 9, указателем 10, эксцентрично расположенным маятниковым противовесом 11 и кулачком 12.Bracket 2 with a scale of 3 and brackets 4 and 5 with a freely rotating axis 6 of a non-magnetic metal disk 7 are fixedly mounted on the base of the moment 1 in the ball bearings of bracket 2 with a flange 8 with an electromagnet system 9, pointer 10, an eccentric pendulum counterweight 11, and cam 12.

В диаметральной канавке кулачка 12 располагается дополнительный противовес - гибкая нить 13 с грузом 14, который своим основанием находится на ограничителе 15, который устанавливается в рабочее положение по высоте при помощи резьбовых соединений 16. Другой конец гибкой нити 13 неподвижно закреплен на кулачке 12 в точке, диаметрально противоположной точке крепления противовеса 11. Груз 14 отклоняет подвижную электромагнитную систему 9 с указательной стрелкой 10 в исходное крайнее левое (правое) положение. К оси 6 посредством муфты 17 присоединяется вал 18, на котором необходимо измерить крутящий момент.In the diametrical groove of the cam 12 there is an additional counterweight - a flexible thread 13 with a load 14, which is located on the stopper 15, which is installed in the working position in height by means of threaded connections 16. The other end of the flexible thread 13 is fixedly mounted on the cam 12 at a point diametrically opposite the mounting point of the counterweight 11. The load 14 deflects the movable electromagnetic system 9 with the pointer arrow 10 to the original extreme left (right) position. A shaft 18 is connected to the axis 6 by means of a coupling 17, on which it is necessary to measure the torque.

Для лучшего “захвата” противовеса ограничителем при возврате измерительной системы в исходное положение противовес может быть выполнен в виде конуса острием вниз, а ограничитель в виде воронки.For a better “capture” of the counterweight, the limiter when returning the measuring system to its original position, the counterweight can be made in the form of a cone with the point down and the limiter in the form of a funnel.

Моментомер работает следующим образом.Momentomer works as follows.

При возникновении на валу 18 крутящего момента диск 7 приходит во вращение в магнитном поле электромагнитов 9. Индуктируемые в немагнитном металлическом диске 7 токи взаимодействуют с магнитным полем системы электромагнитов 9, вследствие чего последняя вместе с фланцем 8, кулачком 12 и указательной стрелкой 10 увлекается в направлении вращения немагнитного металлического диска 7 и останавливается под некоторым углом к первоначальному. При вращении электромагнитной системы 9, жестко скрепленной с помощью фланца 8 с кулачком 12, происходит накручивание гибкой связи 13 с противовесом 14 на профильную поверхность кулачка 12.When a torque occurs on the shaft 18, the disk 7 comes into rotation in the magnetic field of the electromagnets 9. The currents induced in the non-magnetic metal disk 7 interact with the magnetic field of the electromagnet system 9, as a result of which the latter, together with the flange 8, the cam 12 and the index arrow 10, are carried away in the direction rotation of the non-magnetic metal disk 7 and stops at a certain angle to the original. During the rotation of the electromagnetic system 9, rigidly fastened by means of a flange 8 with a cam 12, a flexible connection 13 with a counterweight 14 is wound up on the profile surface of the cam 12.

Тормозной момент, создаваемый дополнительным противовесом, остается постоянным.The braking torque created by the additional counterweight remains constant.

Меняется в зависимости от угла поворота а лишь тормозной момент, вызванный маятниковым противовесом 11.Only the braking moment caused by the pendulum counterweight 11 varies depending on the angle of rotation.

М_м.пр=Р_м· R· cosα ,M _m.spr = P _m · R · cosα,

где М_м.пр - тормозной момент маятникового противовеса;where M _mpr - braking moment of the pendulum counterweight;

Р_м - вес маятникового противовеса;R _m - the weight of the pendulum counterweight;

R - расстояние от оси вращения маятникового противовеса до его центра тяжести.R is the distance from the axis of rotation of the pendulum counterweight to its center of gravity.

α - угол поворота системы электромагнитов с маятниковым противовесом.α is the angle of rotation of the electromagnet system with a pendulum counterweight.

Положение моментомера в начале шкалы с ограничителем является более устойчивым, так как ограничитель нейтрализует действие дополнительного противовеса при прохождении измерительной стрелкой нулевой точки отсчета и исключает “опрокидывание” моментомера. При нейтрализации дополнительного противовеса маятниковый противовес действует против “опрокидывания” моментомера.The position of the momentometer at the beginning of the scale with the limiter is more stable, since the limiter neutralizes the action of the additional counterweight when the measuring arrow passes the zero reference point and eliminates the “tipping” of the momentometer. When neutralizing the additional counterweight, the pendulum counterweight acts against the “tipping” of the momentometer.

Калибровка моментомера происходит перемещением по вертикали ограничителя 15 при помощи резьбовых соединений 16 с фиксацией в положении, соответствующим нулевой точке шкалы 3.Calibration of the momentometer is carried out by moving the stopper 15 vertically by means of threaded connections 16 with fixing in the position corresponding to the zero point of the scale 3.

В заявленном техническом решении применение регулируемого по высоте с фиксацией в рабочем положении ограничителя движения дополнительного противовеса, закрепленного на гибкой связи в точке, диаметрально противоположной точке крепления маятникового противовеса, является новым признаком. Новым также является и форма противовеса в виде конуса, а ограничителя в виде воронки.In the claimed technical solution, the use of an additional counterweight, adjustable in height with fixation in the working position, fixed on a flexible connection at a point diametrically opposite to the point of attachment of the pendulum counterweight, is a new feature. Also new is the shape of the counterweight in the form of a cone, and the limiter in the form of a funnel.

В решении дана также формула расчета дополнительного противовеса, отклоняющего подвижную маятниковую систему с указательной стрелкой на 90є от исходного вертикального положения.The decision also provides a formula for calculating an additional counterweight deflecting the movable pendulum system with the arrow 90 ° from the initial vertical position.

Следовательно, указанные отличительные признаки дают основание считать заявленное техническое решение соответствующим критерию “новизна”.Therefore, these distinguishing features give reason to believe the claimed technical solution meets the criterion of "novelty."

На основании вышеизложенного можно сделать вывод, что заявленное техническое решение соответствует условиям патентоспособности изобретения: является новым; имеет изобретательский уровень; промышленно применимо.Based on the foregoing, we can conclude that the claimed technical solution meets the conditions of patentability of the invention: is new; has an inventive step; industrially applicable.

Claims

1. A torque meter containing a base with a bracket, in the bearings of which a non-magnetic disk is connected to the controlled shaft, and an electromagnetic system including a flange with electromagnets, as well as a measuring unit with a scale, pendulum and additional counterweights associated with the arrow and flange, characterized in that, in order to increase the accuracy of measurements and ensure calibration of the scale, the base contains a height-adjustable limiter for movement of the additional counterweight, weight which is calculated by the formula

R _d.pr = R _m.pr · R / r,

where R _D.pr - the weight of the additional counterweight;

R _m.pr - the weight of the pendulum counterweight;

R is the distance from the axis of rotation to the center of gravity of the pendulum counterweight;

r is the radius of the cam with an additional counterweight.

2. The torque gauge according to claim 1, characterized in that the additional counterweight has the shape of a cone with the tip pointed down, and the limiter is in the shape of a funnel.