RU2267754C1 - Method and device for measuring torque - Google Patents

Method and device for measuring torque Download PDF

Info

Publication number
RU2267754C1
RU2267754C1 RU2004124591/28A RU2004124591A RU2267754C1 RU 2267754 C1 RU2267754 C1 RU 2267754C1 RU 2004124591/28 A RU2004124591/28 A RU 2004124591/28A RU 2004124591 A RU2004124591 A RU 2004124591A RU 2267754 C1 RU2267754 C1 RU 2267754C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
driven
clutch
cam clutch
shaft
cam
Prior art date
Application number
RU2004124591/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Алексей Павлович Левцев (RU)
Алексей Павлович Левцев
Николай Павлович Панфилов (RU)
Николай Павлович Панфилов
Юрий Александрович Вантюсов (RU)
Юрий Александрович Вантюсов
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Мордовский госудаственный университет им. Н.П. Огарева"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Мордовский госудаственный университет им. Н.П. Огарева" filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Мордовский госудаственный университет им. Н.П. Огарева"
Priority to RU2004124591/28A priority Critical patent/RU2267754C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2267754C1 publication Critical patent/RU2267754C1/en

Links

Landscapes

  • Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)

Abstract

FIELD: measuring engineering.
SUBSTANCE: method comprises moving the driven member of the cam clutch along the axis under the action of the torque of the shaft, control of the movement of the driven part of the cam clutch by the inductive pickup of movement, generating instantaneous value of voltage by the pickup connected with the generator, determining voltage that is proportional to the movement of the driven section of the cam clutch, and determining torque from the formula proposed. The device comprises driving and driven shafts which are interconnected through the cam clutch. The driven member of the cam clutch is connected with the driven shaft. The driven shaft is provided with the inertia clutch interposed between the two parts of the central spring that spring-loads the driven part of the cam clutch.
EFFECT: enhanced accuracy.
2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к силоизмерительной технике и может быть использовано для измерения крутящего момента на вращающемся валу.The invention relates to a force measuring technique and can be used to measure the torque on a rotating shaft.

Известен способ измерения момента на валу путем преобразования момента с помощью двух датчиков скорости вращения вала в сдвинутые по фазе два гармонических сигнала, затем квантуют амплитуду опережающего сигнала до момента перехода нулевого уровня отстающим сигналом и по числу квантующих уровней судят об измеряемом параметре (SU 538246, МПК 2 G 01 L 3/10, опубл. 05.12.76).There is a method of measuring the moment on the shaft by converting the moment using two sensors of the shaft rotation speed into two harmonic signals shifted in phase, then the amplitude of the leading signal is quantized until the zero level passes by the lagging signal, and the measured parameter is judged by the number of quantizing levels (SU 538246, IPC 2 G 01 L 3/10, publ. 05.12.76).

Известно устройство измерения момента на валу, содержащее установленные по концам вала датчики скорости его вращения, упругое звено и измерительную схему (SU 538246, МПК 2 G 01 L 3/10, опубл. 05.12.76).A device for measuring the moment on the shaft, containing installed at the ends of the shaft speed sensors of its rotation, an elastic link and a measuring circuit (SU 538246, IPC 2 G 01 L 3/10, publ. 05.12.76).

Известные способ и конструкция устройства не обеспечивают требуемого времени и точности измерений крутящего момента с относительно невысокими угловыми скоростями.The known method and device design do not provide the required time and accuracy of torque measurements with relatively low angular velocities.

Технический результат заключается в повышении быстродействия и точности измерений крутящего момента на валу с относительно невысокими угловыми скоростями.The technical result consists in increasing the speed and accuracy of measuring the torque on the shaft with relatively low angular velocities.

Сущность изобретения заключается в том, что в способе измерения крутящего момента на валу под действием деформации упругого звена, ведомую часть кулачковой муфты перемещают в осевом направлении при деформации упругого звена. Перемещение ведомой части кулачковой муфты контролируют индукционным датчиком перемещения, связанным с тахогенератором, выдающим мгновенное значение напряжения, связанное с частотой вращения ведущего вала, по которому определяют действующее значение напряжения, пропорциональное линейному перемещению ведомой части кулачковой муфты, с последующим определением крутящего момента:The essence of the invention lies in the fact that in the method of measuring the torque on the shaft under the action of deformation of the elastic link, the driven part of the cam clutch is moved in the axial direction during deformation of the elastic link. The movement of the driven part of the cam clutch is controlled by an induction displacement transducer associated with the tachogenerator, which provides an instantaneous voltage value associated with the speed of the drive shaft, which determines the effective voltage value proportional to the linear movement of the driven part of the cam clutch, with the subsequent determination of the torque:

Figure 00000002
Figure 00000002

где К - коэффициент, зависящий от конструктивных параметров кулачковой муфты по формуле: К=R tgα, где R - радиус окружности, проходящей через центр кулачка, α - угол наклона кулачка к вертикальной плоскости; rT - активное сопротивление трения кулачков кулачковой муфты; ω, ω1 - угловые скорости соответственно ведущего и ведомого валов; Δх - линейное перемещение ведомой части кулачковой муфты; l - величина, обратная упругости материала упругого звена.where K is the coefficient depending on the design parameters of the cam clutch according to the formula: K = R tgα, where R is the radius of the circle passing through the center of the cam, α is the angle of inclination of the cam to the vertical plane; r T is the friction resistance of the cams of the cam clutch; ω, ω 1 are the angular velocities of the driving and driven shafts, respectively; Δх - linear movement of the driven part of the cam clutch; l is the reciprocal of the elasticity of the material of the elastic link.

В устройстве для измерения крутящего момента на валу, содержащем упругое звено, ведомый и ведущий валы соединены между собой через кулачковую муфту, ведомая часть которой жестко соединена с индукционным датчиком перемещения и ведомым валом, выполненным из двух частей, соединенных друг с другом с помощью шлицевого соединения, на одной из которых свободно надета инерционная муфта, расположенная между двумя частями пружины, выполняющей роль упругого звена, закрепленной на ведомом валу и поджимающей ведомую часть кулачковой муфты, а вторая его часть и ведущий вал закреплены в подшипниках с возможностью ограничения их линейного перемещения. С ведущим валом жестко соединен тахогенератор, электрически соединенный с индукционным датчиком перемещения, выход которого соединен с микропроцессорным измерительным устройством.In a device for measuring the torque on a shaft containing an elastic link, the driven and driving shafts are interconnected via a cam clutch, the driven part of which is rigidly connected to the induction displacement sensor and the driven shaft, made of two parts connected to each other by means of a spline connection , on one of which an inertial clutch is loosely mounted, located between the two parts of the spring acting as an elastic link, mounted on the driven shaft and pressing the driven part of the cam clutch, and the second its part and drive shaft are fixed in bearings with the possibility of limiting their linear movement. A tachogenerator is electrically connected to the drive shaft and is electrically connected to an induction displacement sensor, the output of which is connected to a microprocessor measuring device.

На чертеже изображено устройство для реализации способа, содержащее ведущий 1 и ведомый 2 валы, соединенные между собой через кулачковую муфту 3, у которой ведомая ее часть 4 жестко соединена с ведомым валом 2, выполненным из двух частей 5 и 6, соединенных друг с другом посредством шлицевого соединения 7. На ведомый вал 2 надета инерционная муфта 8, расположенная между двумя частями центральной пружины 9, выполняющей роль упругого звена, закрепленной на ведомом валу 2 и поджимающей ведомую часть 4 кулачковой муфты 3. Ведомый 2 и ведущий 1 валы закреплены в подшипниках 10 с возможностью ограничения их линейного перемещения. С ведущим валом 1 жестко соединен тахогенератор 11, электрически соединенный с индукционным датчиком перемещения 12, выход которого соединен с микропроцессорным измерительным устройством 13. Индукционный датчик перемещения 12 жестко соединен с ведомой частью 4 кулачковой муфты 3.The drawing shows a device for implementing the method, containing the leading 1 and driven 2 shafts connected to each other through a cam clutch 3, in which the driven part 4 is rigidly connected to the driven shaft 2, made of two parts 5 and 6, connected to each other by splined connection 7. An inertial clutch 8 is mounted on the driven shaft 2, located between the two parts of the central spring 9, which acts as an elastic link mounted on the driven shaft 2 and compresses the driven part 4 of the cam clutch 3. The driven 2 and the drive shaft 1 are fixed len in bearings 10 with the possibility of limiting their linear movement. A tachogenerator 11 is rigidly connected to the drive shaft 1 and is electrically connected to an induction displacement sensor 12, the output of which is connected to a microprocessor measuring device 13. The induction displacement sensor 12 is rigidly connected to the driven part 4 of the cam clutch 3.

Способ осуществляют следующим образом.The method is as follows.

При приложении крутящего момента к ведомому валу 2 ведомая часть 4 кулачковой муфты 3 перемещается в осевом направлении, при этом центральная пружина 9 сжимается. С ведомой частью 4 кулачковой муфты 3 связан индукционный датчик перемещения 12, контролирующий ее перемещение, который запитывается от тахогенератора 11, выдающего мгновенное значение напряжения. Таким образом, на выходе индукционного датчика перемещения 12 амплитуда сигнала мгновенного значения напряжения uμ зависит от перемещения ведомой части 4 кулачковой муфты 3, а период связан с частотой вращения ведущего вала 1. Далее по мгновенному значению напряжения рассчитывается действующее значение напряжения UμWhen torque is applied to the driven shaft 2, the driven part 4 of the cam clutch 3 moves axially, while the central spring 9 is compressed. With the driven part 4 of the cam clutch 3 is connected to an induction displacement sensor 12, which controls its movement, which is powered by a tachogenerator 11 that provides an instantaneous voltage value. Thus, at the output of the induction displacement sensor 12, the signal amplitude of the instantaneous voltage value u μ depends on the movement of the driven part 4 of the cam clutch 3, and the period is associated with the speed of the drive shaft 1. Next, the actual voltage value Uμ is calculated from the instantaneous voltage value

Figure 00000003
Figure 00000003

На периоде Т величина Uμ будет пропорциональным перемещению ведомой части 4 кулачковой муфты 3On the period T, the value of U μ will be proportional to the movement of the driven part 4 of the cam clutch 3

Δx=K1·Uμ,Δx = K 1 · U μ ,

где K1 - тарировочный коэффициент индукционного датчика перемещения 12.where K 1 - calibration factor of the induction displacement sensor 12.

Величина крутящего момента будет определяться по выражению:The magnitude of the torque will be determined by the expression:

Figure 00000004
Figure 00000004

где К - коэффициент, зависящий от конструктивных параметров кулачковой муфты 3 по формуле: К=R tgα, где R - радиус окружности, проходящей через центр кулачка, α - угол наклона кулачка к вертикальной плоскости;where K is a coefficient depending on the design parameters of the cam clutch 3 according to the formula: K = R tgα, where R is the radius of the circle passing through the center of the cam, α is the angle of inclination of the cam to the vertical plane;

rT - активное сопротивление трения кулачков кулачковой муфты 3;r T is the friction resistance of the cams of the cam clutch 3;

ω, ω1 - угловые скорости соответственно ведущего 1 и ведомого 2 валов;ω, ω 1 are the angular velocities of the leading 1 and driven 2 shafts, respectively;

Δх - линейное перемещение ведомой части 4 кулачковой муфты 3;Δх - linear movement of the driven part 4 of the cam clutch 3;

l - величина, обратная упругости материала центральной пружины 9.l is the reciprocal of the elasticity of the material of the central spring 9.

По сравнению с известными решениями предлагаемое позволяет повысить быстродействие и точность измерения крутящего момента на валу с относительно невысокими угловыми скоростями.Compared with the known solutions, the proposed one allows to increase the speed and accuracy of measuring the torque on the shaft with relatively low angular velocities.

Claims (2)

1. Способ измерения крутящего момента на валу путем измерения деформации упругого звена под действием крутящего момента, отличающийся тем, что ведомую часть кулачковой муфты перемещают в осевом направлении при деформации упругого звена, при этом перемещение ведомой части кулачковой муфты контролируют индукционным датчиком перемещения, связанным с тахогенератором, выдающим мгновенное значение напряжения, связанное с частотой вращения ведущего вала, по которым определяют действующее значение напряжения, пропорциональное линейному перемещению ведомой части кулачковой муфты с последующим определением крутящего момента:1. The method of measuring the torque on the shaft by measuring the deformation of the elastic link under the action of a torque, characterized in that the driven part of the cam clutch is moved axially when the elastic link is deformed, while the movement of the driven part of the cam clutch is controlled by an induction displacement sensor associated with the tachogenerator giving an instantaneous voltage value associated with the speed of the drive shaft, which determine the effective voltage value proportional to the linear emescheniyu driven portion of the dog clutch, followed by determination of torque:
Figure 00000005
Figure 00000005
 где К - коэффициент, зависящий от конструктивных параметров кулачковой муфты по формуле К=R tgα, где R - радиус окружности, проходящей через центр кулачка, α - угол наклона кулачка к вертикальной плоскости; rT - активное сопротивление трения кулачков кулачковой муфты; ω, ω1 - угловые скорости соответственно ведущего и ведомого валов; Δx - линейное перемещение ведомой части кулачковой муфты; l - величина, обратная упругости материала упругого звена.where K is the coefficient depending on the design parameters of the cam clutch according to the formula K = R tgα, where R is the radius of the circle passing through the center of the cam, α is the angle of inclination of the cam to the vertical plane; r T is the friction resistance of the cams of the cam clutch; ω, ω 1 are the angular velocities of the driving and driven shafts, respectively; Δx - linear movement of the driven part of the cam clutch; l is the reciprocal of the elasticity of the material of the elastic link. 2. Устройство для измерения крутящего момента на валу, содержащее упругое звено, отличающееся тем, что ведомый и ведущий валы соединены между собой через кулачковую муфту, ведомая часть которой жестко соединена с индукционным датчиком перемещения и ведомым валом, выполненным из двух частей, соединенных друг с другом с помощью шлицевого соединения, на одной из которых свободно надета инерционная муфта, расположенная между двумя частями пружины, выполняющей роль упругого звена, закрепленной на ведомом валу и поджимающей ведомую часть кулачковой муфты, а вторая его часть и ведущий вал закреплены в подшипниках с возможностью ограничения их линейного перемещения, с ведущим валом жестко соединен тахогенератор, электрически соединенный с индукционным датчиком перемещения, выход которого соединен с микропроцессорным измерительным устройством.2. A device for measuring torque on a shaft, comprising an elastic link, characterized in that the driven and drive shafts are interconnected via a cam clutch, the driven part of which is rigidly connected to the induction displacement sensor and the driven shaft, made of two parts connected to each other the other with the help of a spline connection, on one of which an inertial clutch is freely put on, located between the two parts of the spring, acting as an elastic link, mounted on the driven shaft and pressing the driven part of the cook kovoy clutch, and the second part of the drive shaft and are fixed in the bearings to limit their linear movement, the drive shaft is rigidly connected tachogenerator electrically coupled to the induction displacement sensor, the output of which is connected to the microprocessor the measuring device.
RU2004124591/28A 2004-08-12 2004-08-12 Method and device for measuring torque RU2267754C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004124591/28A RU2267754C1 (en) 2004-08-12 2004-08-12 Method and device for measuring torque

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004124591/28A RU2267754C1 (en) 2004-08-12 2004-08-12 Method and device for measuring torque

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2267754C1 true RU2267754C1 (en) 2006-01-10

Family

ID=35872607

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2004124591/28A RU2267754C1 (en) 2004-08-12 2004-08-12 Method and device for measuring torque

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2267754C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2449251C2 (en) * 2010-03-22 2012-04-27 Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный аграрный университет" Apparatus for determining energy parameters of electric motor and relative energy-output ratio of work done

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2449251C2 (en) * 2010-03-22 2012-04-27 Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный аграрный университет" Apparatus for determining energy parameters of electric motor and relative energy-output ratio of work done

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105043615B (en) Rotating shaft system capable of dynamically measuring rotating moment and method and device thereof
CN1865891B (en) Method for monitoring torsional vibration damper
KR900002113B1 (en) Torque monitoring
US5310384A (en) Continuously variable transmission belt ratio measurement system
CN100593698C (en) Ultrasound electric motor universal test device
EP2431720B1 (en) Method of measuring torque and torque measuring system for said method
RU2267754C1 (en) Method and device for measuring torque
CN102869564A (en) Method for estimating a torque and device for estimating a torque for a pedal crank drive
GB2271837A (en) Balancing a washing machine drum before spinning
CN114397053A (en) Linear drive motor push-pull force and stroke testing device
DE19601194A1 (en) Controlling slave drive depending on power of master drive to satisfy StVZO for bicycle, vehicle
CN1123763C (en) Method for measuring torque of drive axle with photoelectric sensor
JP2000035377A (en) Characteristic measuring apparatus for mobile vibration actuator
EP3679995B1 (en) Stationary exercise device
CN219777873U (en) Motor test platform
RU2722339C1 (en) Method for measuring torque at engine shaft
SU468123A1 (en) Device for balancing rotors of machines
JPH0474659B2 (en)
JPH0535308Y2 (en)
SU361426A1 (en) DEVICE FOR DETERMINATION OF THE RHEOLOGICAL PROPERTIES OF POLYMER MATERIALS
SU482640A1 (en) Torque Detector
RU1820070C (en) Inertial clutch
SU1539508A2 (en) Arrangement for checking roughness of surfaces
SU958882A1 (en) Device for measuring torque
JPS58108429A (en) Torque detector

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20070813