RU2684444C1 - Способ определения крутящего момента на вращающемся валу - Google Patents
Способ определения крутящего момента на вращающемся валу Download PDFInfo
- Publication number
- RU2684444C1 RU2684444C1 RU2018122024A RU2018122024A RU2684444C1 RU 2684444 C1 RU2684444 C1 RU 2684444C1 RU 2018122024 A RU2018122024 A RU 2018122024A RU 2018122024 A RU2018122024 A RU 2018122024A RU 2684444 C1 RU2684444 C1 RU 2684444C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- marks
- relative
- shaft
- sensors
- measuring
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L3/00—Measuring torque, work, mechanical power, or mechanical efficiency, in general
- G01L3/02—Rotary-transmission dynamometers
- G01L3/04—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft
- G01L3/10—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft involving electric or magnetic means for indicating
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
Abstract
Изобретение относится к измерительной технике, в частности к методам измерения вращающего момента на валах, вращающихся относительно неподвижного основания. Способ включает размещение на нем измерительных колес с угловыми метками и измерение времени их прохождения относительно неподвижных датчиков. Второе измерительное колесо закрепляют на участке того же вала со смещением относительно первого в направлении продольной оси. Фиксируют отметки времени прохождения меток относительно каждого из датчиков. Вращающий момент на валу определяют по изменению времени между прохождением меток относительно каждого из датчиков, согласно математической зависимости. Технический результат заключается в упрощении конструктивно-технологической реализации способа. 3 ил., 1 табл.
Description
Изобретение относится к методам измерения параметров, в частности вращающего момента, на валах, вращающихся относительно неподвижного основания.
Известен способ определения крутящего момента на вращающемся валу, реализуемый устройством для измерения угла закручивания вращающегося вала (пат. 1795312 SU), включающем размещение на нем измерительных колес с угловыми метками и измерение времени их прохождения относительно неподвижных датчиков, а измерения угла закручивания вращающегося вала обеспечивается электронным преобразователем в виде усилителя-ограничителя.
Недостатком известного способа является сложность электронного преобразователя и погрешность, обусловленная значительным количеством преобразований сигналов от датчиков.
Известен также способ для измерения крутящего момента, реализуемый устройством для измерения крутящего момента (двигателя внутреннего сгорания), содержащем вал, диск и упругий элемент, в котором маховик жестко соединен с ведущим диском, в котором запрессованный подшипник является опорой для одного из концов ведомого вала, другой конец которого закреплен в подшипниковой опоре, упругий элемент выполнен в виде прямоугольной газонаполненной рамки, расположенной между наружным, жестко соединенным с ведущим диском, и внутренним, жестко соединенным с ведомым валом, квадратными кожухами, первое зубчатое измерительное колесо жестко соединено с внешней стороной наружного квадратного кожуха, а второе зубчатое измерительное колесо - с ведомым валом, напротив которых расположены соответственно два индукционных датчика, закрепленных на кожухе маховика и электрически соединенных с фазометром (пат. RU 39949 U1, 20.08.2004 г.).
Недостатком известного способа является сложность конструкции, требующей использования дополнительного упругого элемента и его кинематической связи.
Наиболее близким аналогом, принятым за прототип, является способ измерения крутящего момента, реализуемый устройством для измерения крутящего момента, передаваемого валом отбора мощности, содержащее вал отбора мощности для передачи крутящего момента вращения вокруг оси; первое колесо, содержащее угловые метки, причем первое колесо прикреплено к валу отбора мощности; опорный вал, имеющий первый конец, прикрепленный к одному концу вала отбора мощности, и свободный второй конец, который содержит второе колесо с угловыми метками, которое расположено на той же оси, что и первое колесо; и датчик, расположенный напротив, по меньшей, мере, одного из колес и предназначенный для обеспечения сигнала, представляющего собой угловое изменение (Δх, Δу) между первым и вторым колесами, причем сигнал предназначен для передачи в вычислительный элемент и для определения крутящего момента, передаваемого валом отбора мощности, на основе сигнала датчика; отличающееся тем, что первое колесо включает в себя первую и вторую последовательности угловых меток; и второе колесо включает в себя третью и четвертую последовательности угловых меток, причем метки первой и третьей последовательностей взаимно параллельны, а метки второй и четвертой последовательностей взаимно параллельны и наклонены относительно первой осевой плоскости, содержащей ось вала отбора мощности, при этом метки первой последовательности наклонены относительно меток второй последовательности, посредством чего сигнал датчика характеризует также температуру вала отбора мощности (Пат. 2497087 РФ, МПК G01L 3/10, 27.10.2013). Таким образом, способ-прототип для определения крутящего момента на вращающемся валу включает размещение на валу нескольких измерительных колес с угловыми метками и измерение времени их прохождения относительно неподвижных датчиков.
Недостатком принятого за прототип способа является сложность конструктивно-технологической реализации, требующий наличия двух соосных валов.
Задача, решаемая предполагаемым изобретением - упрощение измерительных операций при определении крутящего момента на вращающемся валу.
Технический результат - упрощение конструктивно-технологической реализации способа.
Указанный технический результат достигается способом определения крутящего момента на вращающемся валу, включающим размещение на нем измерительных колес с угловыми метками и измерение времени их прохождения относительно неподвижных датчиков, отличающийся тем, что второе измерительное колесо закрепляют на участке того же вала со смещением относительно первого в направлении продольной оси, и фиксируют отметки времени прохождения меток относительно каждого из датчиков, а вращающий момент на валу определяют по изменению времени между прохождением меток относительно каждого из датчиков, согласно математической зависимости, представленной в формуле изобретения.
Изобретение поясняется рисунками, где на фиг. 1 представлена схема размещения датчиков, на фиг. 2 - запись импульсов от каждого из датчиков при вращении вала без крутящего момента, а на фиг. 3 - запись импульсов от каждого из датчиков при наличии измеряемого крутящего момента на валу.
Заявленный способ реализуется следующим образом.
На участке вращающегося вала 1 устанавливают по крайней мере два смещенных в направлении продольной оси вала индикаторных колеса 2 и 3 с угловыми метками 4, взаимодействующими с неподвижно закрепленными вблизи каждого из колес бесконтактными датчиками 5 и 6 (фиг. 1), например, индукционного типа. Импульсы 9 отметок времени на линии (осциллограмме) 7 соответствуют датчику 5 первого измерительного колеса 2, а на линии 8 - датчику 6 второго измерительного колеса 3 (фиг. 2 и 3).
При вращении вала измеряют моменты времени прохождения меток 4 измерительных колес 2 и 3 относительно своих неподвижных датчиков 5 и 6 и фиксируют изменение времени импульсов 9 на линиях 7 и 8 (фиг. 2) прохождения меток 4 относительно каждого из датчиков 5 и 6, меняющееся при изменении вращающего момента на валу вследствие его закручивания вокруг продольной оси (фиг. 3).
Угол закручивания участка вала 1 (фиг. 1), определяющий изменение времени между прохождением меток 4 относительно каждого из датчиков 5 и 6, определяется как величиной крутящего момента (М), так и геометрическими (Jρ, ) и упругой характеристикой (G) участка вала. Отсюда измеряемую величину вращающего момента на валу определяют по изменению времени между прохождением меток относительно каждого из датчиков, согласно зависимости
где М - измеряемый крутящий момент, Нм;
G - модуль сдвига материала вала, Н/м2:
Jρ - полярный момент инерции поперечного сечения вала, м4;
τ - изменение времени между прохождением меток относительно каждого из датчиков, с;
Т- время прохождения двумя соседними метками относительно датчика первого колеса, с;
n - количество меток на каждом измерительном колесе, шт.
Пример расчета величины крутящего момента для различных значений т.представлен в таблице.
Таким образом, за счет того, что величину вращающего момента на валу определяют по изменению времени между прохождением меток пары измерительных дисков относительно соответствующих сопряженных с каждым из них датчиков с использованием предложенной математической зависимости, обеспечивается достижение технического результата -упрощение конструктивно-технологической реализации способа.
Claims (9)
- Способ определения крутящего момента на вращающемся валу, включающий размещение на нем измерительных колес с угловыми метками и измерение времени их прохождения относительно неподвижных датчиков, отличающийся тем, что второе измерительное колесо закрепляют на участке того же вала со смещением относительно первого в направлении продольной оси и фиксируют отметки времени прохождения меток относительно каждого из датчиков, а вращающий момент на валу определяют по изменению времени между прохождением меток относительно каждого из датчиков, согласно зависимости
- где М- измеряемый крутящий момент, Н⋅м;
- τ - изменение времени между прохождением меток относительно каждого из датчиков, с;
- G - модуль сдвига материала вала, Н/м2;
- Jρ - полярный момент инерции поперечного сечения вала, м4;
- Т- время прохождения меток относительно датчика первого колеса, с;
- n - количество меток на каждом измерительном колесе, шт.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018122024A RU2684444C1 (ru) | 2018-06-14 | 2018-06-14 | Способ определения крутящего момента на вращающемся валу |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018122024A RU2684444C1 (ru) | 2018-06-14 | 2018-06-14 | Способ определения крутящего момента на вращающемся валу |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2684444C1 true RU2684444C1 (ru) | 2019-04-09 |
Family
ID=66089734
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018122024A RU2684444C1 (ru) | 2018-06-14 | 2018-06-14 | Способ определения крутящего момента на вращающемся валу |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2684444C1 (ru) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0771414B1 (fr) * | 1994-07-18 | 1999-09-22 | ROCKWELL LIGHT VEHICLE SYSTEMS - FRANCE, en abrégé: ROCKWELL LVS - FRANCE | Dispositif de mesure de couple |
RU2196309C2 (ru) * | 2000-04-24 | 2003-01-10 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственная фирма "Ритм-НН" | Способ определения крутящего момента |
RU2497087C2 (ru) * | 2008-05-21 | 2013-10-27 | Турбомека | Устройство для измерения крутящего момента, передаваемого валом отбора мощности |
RU2540938C1 (ru) * | 2013-10-29 | 2015-02-10 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение по исследованию и проектированию энергетического оборудования им. И.И. Ползунова" (ОАО "НПО ЦКТИ") | Устройство для измерения угла закрутки вала, передающего крутящий момент |
-
2018
- 2018-06-14 RU RU2018122024A patent/RU2684444C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0771414B1 (fr) * | 1994-07-18 | 1999-09-22 | ROCKWELL LIGHT VEHICLE SYSTEMS - FRANCE, en abrégé: ROCKWELL LVS - FRANCE | Dispositif de mesure de couple |
RU2196309C2 (ru) * | 2000-04-24 | 2003-01-10 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственная фирма "Ритм-НН" | Способ определения крутящего момента |
RU2497087C2 (ru) * | 2008-05-21 | 2013-10-27 | Турбомека | Устройство для измерения крутящего момента, передаваемого валом отбора мощности |
RU2540938C1 (ru) * | 2013-10-29 | 2015-02-10 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение по исследованию и проектированию энергетического оборудования им. И.И. Ползунова" (ОАО "НПО ЦКТИ") | Устройство для измерения угла закрутки вала, передающего крутящий момент |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5607877B2 (ja) | トルク測定方法およびその装置 | |
EP1658481B1 (en) | Method and system for measuring torque | |
JPH0419862B2 (ru) | ||
US3545265A (en) | Horsepower measuring apparatus | |
US2365073A (en) | Means for indicating horsepower and horsepower factors | |
RU2010152245A (ru) | Устройство для измерения крутящего момента, передаваемого валом отбора мощности | |
US10168236B2 (en) | Torque-measurement device for a turbomachine shaft | |
KR19990070275A (ko) | 질량관성모멘트와 무게중심을 측정하기 위한장치 및 방법 | |
KR100831478B1 (ko) | 토크 측정 장치 및 회전 가능한 샤프트의 비틀림 변위를 결정하는 방법 | |
RU2684444C1 (ru) | Способ определения крутящего момента на вращающемся валу | |
US7415363B2 (en) | High resolution torque measurement on a rotating shaft with movement compensation | |
US3504538A (en) | Electrical pulse transmitting apparatus | |
US10527535B2 (en) | Rotary rheometer with dual read head optical encoder | |
RU2585482C1 (ru) | Устройство для измерения крутящего момента, скорости вращения вала и мощности на валу | |
CN104458085B (zh) | 一种采用静态扭矩传感器检测动态扭矩的机械连接结构 | |
NO753436L (ru) | ||
Russell et al. | Dynamic torquemeter calibration of bicycle ergometers | |
US3273386A (en) | Torque transducer utilizing a magnetized shaft having a surface discontinuity reference mark | |
US2616290A (en) | Transmission dynamometer | |
Rosa et al. | Contactless direct torque measurement system for a single cylinder engine transient test cell | |
JP6231359B2 (ja) | 回転検出装置及び方法 | |
SU724965A1 (ru) | Установка дл исследовани аэродинамических опор | |
US9360460B2 (en) | Device for calibrating and testing echotomographic equipment | |
CN209290701U (zh) | 一种飞机桨叶加温及测速装置 | |
US1581530A (en) | Transmission dynamometer |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200615 |