RU2272262C1 - Device for measuring torsion torque - Google Patents

Device for measuring torsion torque Download PDF

Info

Publication number
RU2272262C1
RU2272262C1 RU2004123988/28A RU2004123988A RU2272262C1 RU 2272262 C1 RU2272262 C1 RU 2272262C1 RU 2004123988/28 A RU2004123988/28 A RU 2004123988/28A RU 2004123988 A RU2004123988 A RU 2004123988A RU 2272262 C1 RU2272262 C1 RU 2272262C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
torque
pistons
stops
rotor shaft
measuring
Prior art date
Application number
RU2004123988/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
гов Александр Васильевич Л (RU)
Александр Васильевич Лягов
Геннадий Александрович Коврижников (RU)
Геннадий Александрович Коврижников
Сергей Викторович Назаров (RU)
Сергей Викторович Назаров
Евгений Григорьевич Асеев (RU)
Евгений Григорьевич Асеев
Ринат Закирович Ахметгалеев (RU)
Ринат Закирович Ахметгалеев
Эмма Шаукатовна Имаева (RU)
Эмма Шаукатовна Имаева
гова Марина Александровна Л (RU)
Марина Александровна Лягова
Эльмира Якуповна Зинатуллина (RU)
Эльмира Якуповна Зинатуллина
Виталий Хамидович Имаев (RU)
Виталий Хамидович Имаев
Original Assignee
Александр Васильевич Лягов
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 Александр Васильевич Лягов filed Critical Александр Васильевич Лягов
Priority to RU2004123988/28A priority Critical patent/RU2272262C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2272262C1 publication Critical patent/RU2272262C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)

Abstract

FIELD: engineering of force-measuring equipment, possible use for measuring torsion torque in force transmissions of drilling plant rotors.
SUBSTANCE: device for measuring torque has mechanism for transforming torque to hydraulic pressure, including shaft with profiled head, within channels of which floating pistons are positioned, and body, wherein stops are positioned interacting with pistons, while floating pistons are positioned axially and made in form of springs, connected to stops by means of additional ball pushers, abutting on ring-shaped surfaces of conic recesses respectively in stops and pistons, with possible continuous operation of device at spring-ball sleeve mode in direct and reverse movement directions for increased precision of device calibration and damped rotor shaft oscillations during generator of torsion torque.
EFFECT: maintained power transmission onto rotor shaft, improved device calibration precision, possible utilization of device in broad ranges of torsion torques, improved reliability, safety, simplified maintenance, damped rotor shaft oscillations.
2 dwg

Description

Изобретение относится к области силоизмерительной техники и может быть использовано для измерения крутящего момента в силовых трансмиссиях роторов буровых установок.The invention relates to the field of power engineering and can be used to measure torque in power transmissions of rotors of drilling rigs.

Известно устройство для измерения крутящего момента (а.с. СССР №96281, МКИ G 01 L 3/14, 30.10.50 г.), содержащее преобразователь момента в осевое усилие и гидравлическую месдозу, которое не обеспечивает требуемую точность измерений. Недостатком такого измерителя является отсутствие возможности измерения знакопеременного крутящего момента.A known device for measuring torque (AS USSR No. 96281, MKI G 01 L 3/14, 10.30.50), containing a torque transducer into axial force and a hydraulic mass dose, which does not provide the required measurement accuracy. The disadvantage of this meter is the inability to measure alternating torque.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является устройство для измерения крутящего момента (а.с. СССР №678353, МКИ G 01 L 3/24, 05.08.79 г.), содержащее механизм преобразования крутящего момента в гидравлический сигнал, выполненный в виде ведущего вала с фигурной головкой, в тангенциальных каналах которого размещены поршеньки, и ведомого вала с корпусом, в котором размещены упоры, взаимодействующие с поршеньками, и измерительную систему. Недостатком его является невозможность обеспечения точной тарировки устройства, отсутствие гашения крутильных колебаний, ограничение измерения знакопеременного крутящего момента из-за критической величины давления и собственный большой вес устройства, увеличивающий трудность монтажа, обслуживания и опасность работы.The closest technical solution to the present invention is a device for measuring torque (AS USSR No. 6748353, MKI G 01 L 3/24, 08/05/79), containing a mechanism for converting torque into a hydraulic signal, made in the form of a leading a shaft with a figured head, in the tangential channels of which the pistons are placed, and a driven shaft with a housing in which the stops interacting with the pistons are placed, and a measuring system. Its disadvantage is the inability to ensure accurate calibration of the device, the absence of damping of torsional vibrations, the limitation of the measurement of alternating torque due to the critical pressure and its own large weight, which increases the difficulty of installation, maintenance and the danger of operation.

Предлагаемое изобретение решает задачу обеспечения передачи мощности на вал ротора, повышения точности тарировки устройства, возможности использования его в широких диапазонах крутящих моментов, повышения надежности устройства, безопасности, легкости в обслуживании, а также гашения колебаний вала ротора.The present invention solves the problem of providing power transfer to the rotor shaft, increasing the accuracy of calibration of the device, the possibility of using it in a wide range of torques, increasing the reliability of the device, safety, ease of maintenance, as well as damping the vibrations of the rotor shaft.

Поставленная задача решается тем, что в измерителе крутящего момента, содержащем механизм преобразования крутящего момента в гидравлическое давление, включающем вал с фигурной головкой, в каналах которого размещены плавающие поршни, и корпус, в котором размещены упоры, взаимодействующие с поршнями, согласно изобретению плавающие поршни размещены аксиально и выполнены в виде пружин, связанных с упорами посредством дополнительных шариковых толкателей, опирающихся на кольцевые поверхности конусообразных лунок соответственно в упорах и поршнях, с возможностью обеспечения работы устройства в режиме пружинно-шариковой муфты в прямом и реверсивном направлениях движения для повышения точности тарировки устройства и гашения колебаний вала ротора при преобразовании крутящего момента.The problem is solved in that in a torque meter containing a mechanism for converting torque into hydraulic pressure, including a shaft with a figured head, in the channels of which floating pistons are placed, and a housing in which the stops interacting with the pistons are placed, according to the invention, floating pistons are placed axially and made in the form of springs connected with stops by means of additional ball pushers resting on the annular surfaces of the conical holes, respectively, in the stops and pistons, with the possibility of ensuring the operation of the device in the mode of a spring-ball coupling in the forward and reverse directions of movement to increase the accuracy of calibration of the device and damping oscillations of the rotor shaft when converting torque.

На фиг.1 представлен общий вид измерителя крутящего момента, продольный разрез; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1.Figure 1 shows a General view of a torque meter, a longitudinal section; figure 2 is a section aa in figure 1.

Измеритель крутящего момента содержит корпус с зубчатой звездочкой 1, упоры 2, вал 3 с фигурной головкой со шлицами 4 и фланцем посередине 5, радиальные штифты 6, соединяющие зубчатую звездочку 1 с упорами 2, два плавающих поршня 7, выполненных в виде пружин (например, прорезных), размещенных аксиально по обе стороны фланца 5 и соединенных с фланцем 5 посредством осевых штифтов 8, конусообразные лунки 9, выполненные в равном количестве на торцовых поверхностях упоров 2 и поршней 7, в которых расположены шариковые толкатели 10, канал 11, через который пружинно-шариковый механизм, включающий упоры 2, поршни-пружины 7 и шариковые толкатели 10, гидравлически сообщен с линией связи со вторичными приборами (не показаны). Рабочие полости измерителя герметизированы уплотнительными кольцами 12 и 13, установленными на поршнях-пружинах 7. От выпадения радиальные штифты 6 закреплены прорезными пружинами 14. Вал 3 имеет возможность поворота относительно корпуса 1 на некоторый угол, определяемый сжатием поршня-пружины 7.The torque meter contains a housing with a gear sprocket 1, stops 2, a shaft 3 with a figure head with splines 4 and a flange in the middle 5, radial pins 6 connecting the gear sprocket 1 with stops 2, two floating pistons 7, made in the form of springs (for example, slotted), placed axially on both sides of the flange 5 and connected to the flange 5 by means of axial pins 8, conical holes 9 made in equal numbers on the end surfaces of the stops 2 and pistons 7, in which the ball pushers 10 are located, the channel 11 through which supper-ball mechanism, including stops 2, piston springs 7 and ball pushers 10, hydraulically connected with a communication line with secondary devices (not shown). The working cavity of the meter is sealed with O-rings 12 and 13 mounted on the piston springs 7. From falling out, the radial pins 6 are secured by slotted springs 14. The shaft 3 can rotate relative to the housing 1 by a certain angle determined by the compression of the piston-spring 7.

Принцип действия измерителя крутящего момента заключается в следующем. Гидравлическая система измерителя предварительно заполняется рабочей жидкостью, являющейся в этом случае индикаторной, с небольшим начальным давлением, которое необходимо для выборки люфтов и создания предварительно напряженного состояния измерителя. При действии крутящего момента корпус 1 через упоры 2 и шариковые толкатели 10 воздействует на поршни-пружины 7, расположенные со стороны действия усилия, которые, перемещаясь в осевом направлении, приводят к повышению давления рабочей жидкости, далее усилие от давления жидкости через вал измерителя 3 и шлицы 4 передается на вал ротора, приводя его во вращение. Одновременно давление рабочей жидкости, пропорциональное передаваемому крутящему моменту, через каналы 11 и сигнальную линию передается вторичным приборам для визуального контроля и регистрации на диаграммном бланке. Работа измерителя крутящего момента при реверсировании ротора происходит аналогичным образом.The principle of operation of the torque meter is as follows. The hydraulic system of the meter is pre-filled with a working fluid, which is indicator in this case, with a small initial pressure, which is necessary to select backlash and create a prestressed state of the meter. Under the action of torque, the housing 1 through the stops 2 and ball pushers 10 acts on the piston springs 7 located on the side of the force, which, moving in the axial direction, increase the pressure of the working fluid, then the force from the fluid pressure through the meter shaft 3 and Slots 4 are transmitted to the rotor shaft, bringing it into rotation. At the same time, the pressure of the working fluid, proportional to the transmitted torque, is transmitted through the channels 11 and the signal line to the secondary devices for visual control and registration on the chart form. The operation of the torque meter during the reversal of the rotor occurs in a similar manner.

Предлагаемое изобретение по сравнению с прототипом обеспечивает расширение технологических возможностей устройства за счет выполнения формы лунок поршней и упоров конусообразными, выполнения поршней в виде пружины и применения дополнительных шариковых толкателей, что позволяет производить тарировку устройства и измерение знакопеременного крутящего момента с необходимой точностью, повысить надежность устройства за счет снижения давления жидкости и обеспечить гашение колебаний вала ротора при преобразовании крутящего момента и может быть использовано в нефтяном машиностроении, в нефтедобыче в силовых трансмиссиях роторов буровых установок I и II категории.The present invention, in comparison with the prototype, provides the expansion of the technological capabilities of the device due to the shape of the piston holes and conical stops, the execution of pistons in the form of a spring and the use of additional ball pushers, which makes it possible to calibrate the device and measure alternating torque with the necessary accuracy, to increase the reliability of the device for by reducing the fluid pressure and damping the oscillations of the rotor shaft when converting torque and m Jet be used in the petroleum engineering, oil production in power transmissions rigs rotors I and II category.

Claims (1)

Измеритель крутящего момента, содержащий механизм преобразования крутящего момента в гидравлическое давление, включающий вал с фигурной головкой, в каналах которого размещены плавающие поршни, и корпус, в котором размещены упоры, взаимодействующие с поршнями, отличающийся тем, что плавающие поршни размещены аксиально и выполнены в виде пружин, связанных с упорами посредством дополнительных шариковых толкателей, опирающихся на кольцевые поверхности конусообразных лунок соответственно в упорах и поршнях, с возможностью обеспечения работы устройства в режиме пружинно-шариковой муфты в прямом и реверсивном направлениях движения для повышения точности тарировки устройства и гашения колебаний вала ротора при преобразовании крутящего момента.A torque meter comprising a mechanism for converting torque to hydraulic pressure, including a shaft with a figured head, in the channels of which floating pistons are placed, and a housing in which stops interacting with the pistons are placed, characterized in that the floating pistons are axially arranged and made in the form springs connected to the stops by means of additional ball pushers resting on the annular surfaces of the conical holes in the stops and pistons, respectively, with the possibility of providing Ota apparatus spring-ball coupling mode in the forward and reverse directions of movement to improve accuracy of the calibration device and quenching oscillations in the rotor shaft torque conversion.
RU2004123988/28A 2004-08-05 2004-08-05 Device for measuring torsion torque RU2272262C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004123988/28A RU2272262C1 (en) 2004-08-05 2004-08-05 Device for measuring torsion torque

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004123988/28A RU2272262C1 (en) 2004-08-05 2004-08-05 Device for measuring torsion torque

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2272262C1 true RU2272262C1 (en) 2006-03-20

Family

ID=36117335

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2004123988/28A RU2272262C1 (en) 2004-08-05 2004-08-05 Device for measuring torsion torque

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2272262C1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106644207A (en) * 2016-12-02 2017-05-10 苏州迪森生物能源有限公司 Torque measuring mechanism
RU181776U1 (en) * 2017-12-20 2018-07-26 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Пензенский государственный технологический университет" TORQUE TRANSMITTER
RU187053U1 (en) * 2018-11-22 2019-02-15 Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственная компания "Геоэлектроника сервис" Drilling rig rotor torque meter
RU217711U1 (en) * 2023-02-15 2023-04-13 Денис Юрьевич Баскаков Rotary drilling rig torque measurement device

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106644207A (en) * 2016-12-02 2017-05-10 苏州迪森生物能源有限公司 Torque measuring mechanism
RU181776U1 (en) * 2017-12-20 2018-07-26 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Пензенский государственный технологический университет" TORQUE TRANSMITTER
RU187053U1 (en) * 2018-11-22 2019-02-15 Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственная компания "Геоэлектроника сервис" Drilling rig rotor torque meter
RU217711U1 (en) * 2023-02-15 2023-04-13 Денис Юрьевич Баскаков Rotary drilling rig torque measurement device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2272262C1 (en) Device for measuring torsion torque
US20050103556A1 (en) Method and apparatus for applying dynamic loads to a locked gear train for testing power transmission components
DK1644706T3 (en) Cross Spring element
JP2010532718A (en) Torque sensing unit for power tool and power tool including the torque sensing unit
RU2010154065A (en) SAFE CONNECTING DEVICE FOR ROTARY MOTION TRANSMISSION
CN102322257A (en) Pressure equaliser
CN100494935C (en) Direct-sensing type torque sensor
US1693765A (en) Elastic drive
RU181776U1 (en) TORQUE TRANSMITTER
CN109404431A (en) A kind of adjustable safety shaft coupling
US2322182A (en) Transmission dynamometer
SU1139982A1 (en) Torque meter
SU678353A1 (en) Torque meter
RU157559U1 (en) TORQUE TRANSMITTER
SU1642280A1 (en) Rotary torquemeter
SU842434A1 (en) Torque converter
CN201034761Y (en) Direct-sensing type torque sensor
RU187053U1 (en) Drilling rig rotor torque meter
RU2373491C1 (en) Device and method for measurement of tension force
SU935721A1 (en) Device for measuring torque
RU2179632C2 (en) Torque indicator of rotor of drilling rig
RU1778562C (en) Power tongs torque meter
SU857753A1 (en) Torque meter
SU1506195A1 (en) Coupling
RU211547U1 (en) wave transmission

Legal Events

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

Effective date: 20060806

HK4A Changes in a published invention
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20080806