RU99163U1

RU99163U1 - TORQUE TRANSMITTER

Info

Publication number: RU99163U1
Application number: RU2010124503/28U
Authority: RU
Inventors: Николай Алексеевич Симанин; Виталий Вадимович Голубовский; Анатолий Анатольевич Блохин; Евгений Владимирович Вострокнутов
Priority date: 2010-06-15
Filing date: 2010-06-15
Publication date: 2010-11-10

Abstract

Измерительный преобразователь вращающего момента, содержащий механизм преобразования вращающего момента в гидравлический сигнал, выполненный в виде ведущего звена с фигурной головкой, в тангенциальных каналах которой размещены чувствительные элементы, и связанного с ним через упругие элементы ведомого звена с корпусом, в котором имеются упоры, взаимодействующие с чувствительными элементами, и измерительную систему, отличающийся тем, что чувствительные элементы выполнены в виде однонаправленных сопл и образуют с упорами корпуса зазоры для прохода жидкости, сопла соединены по мостовой схеме с источником питания, регистрирующий элемент измерительной системы включен в диагональ моста, фигурная головка имеет крестообразную форму, а упругие элементы установлены по обеим сторонам выступов фигурной головки и могут регулироваться. A torque measuring transducer comprising a mechanism for converting torque to a hydraulic signal, made in the form of a driving link with a figured head, in the tangential channels of which sensitive elements are placed, and connected via elastic elements of the driven link to the housing, in which there are stops interacting with sensitive elements, and a measuring system, characterized in that the sensitive elements are made in the form of unidirectional nozzles and form a gap with the stops of the housing ry for the passage of fluid, a nozzle connected in a bridge circuit with the power supply, the detection element of the measuring system is included in the bridge diagonal, curly head has a cruciform shape, and elastic members installed on both sides of the head shaped projections and adjustable.

Description

Полезная модель относится к измерительной технике и предназначена для измерения и контроля вращающего момента в системах автоматического регулирования приводов промышленного оборудования.The utility model relates to measuring equipment and is designed to measure and control torque in automatic control systems of industrial equipment drives.

Известный измерительный преобразователь вращающего момента, содержащий ведущее и ведомое звенья, промежуточный механизм преобразования вращающего момента в перемещение и гидравлический усилитель, выполненный по мостовой схеме, не обеспечивает требуемой точности измерения [1].The known measuring torque converter containing the leading and driven links, an intermediate mechanism for converting torque to movement and a hydraulic amplifier made according to the bridge circuit does not provide the required measurement accuracy [1].

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 звена с фигурной головкой, в тангенциальных каналах которой размещены чувствительные элементы, и связанного с ним через упругие элементы ведомого звена с корпусом, в котором имеются упоры, взаимодействующие с чувствительными элементами, и измерительную систему [2].The closest in technical essence and the achieved effect to the proposed device is a torque measuring transducer containing a mechanism for converting torque into a hydraulic signal, made in the form of a driving link with a figured head, in the tangential channels of which sensitive elements are placed, and connected through elastic elements the slave link with the housing, in which there are stops that interact with sensitive elements, and a measuring system [2].

Недостатком такого измерительного преобразователя является низкая точность измерения вращающего момента, обусловленная нестабильными характеристиками рабочей жидкости, в первую очередь температурным расширением и сжимаемостью, и ее неизбежными утечками из замкнутых объемов между чувствительными и преобразующими элементами (поршеньками). Кроме того, данное устройство работоспособно только при вращении в одну сторону и не имеет регулировки по величине измеряемого вращающего момента.The disadvantage of such a measuring transducer is the low accuracy of torque measurement, due to the unstable characteristics of the working fluid, primarily thermal expansion and compressibility, and its inevitable leaks from closed volumes between sensitive and converting elements (pistons). In addition, this device is operable only when rotating in one direction and has no adjustment in terms of the measured torque.

Целью полезной модели является повышение точности измерения вращающего момента и расширение функциональных возможностей преобразователя.The purpose of the utility model is to increase the accuracy of measuring torque and expand the functionality of the Converter.

Указанная цель достигается тем, что чувствительные элементы выполнены в виде однонаправленных сопл и образуют с упорами корпуса зазоры для прохода жидкости, сопла соединены по мостовой схеме с источником питания, регистрирующий элемент измерительной системы включен в диагональ моста, фигурная головка имеет крестообразную форму, а упругие элементы установлены по обеим сторонам выступов фигурной головки и могут регулироваться.This goal is achieved by the fact that the sensitive elements are made in the form of unidirectional nozzles and form gaps for the passage of fluid with the stops of the housing, the nozzles are connected via a bridge to a power source, the recording element of the measuring system is included in the diagonal of the bridge, the figured head has a cross-shaped shape, and the elastic elements mounted on both sides of the protrusions of the shaped head and can be adjusted.

Сравнение заявленного устройства с прототипом показывает, что имеет место наличие новых деталей и функциональных связей между ними.Comparison of the claimed device with the prototype shows that there is a presence of new parts and functional connections between them.

Новые детали: чувствительные элементы выполнены в виде сопл, через которые осуществляется непрерывный расход рабочей жидкости, гидравлический усилитель типа «сопло-заслонка» выполнен по мостовой схеме, регистрирующий элемент измерительной системы включен в диагональ моста, фигурная головка имеет крестообразную форму, а упругие элементы установлены по обеим сторонам выступов фигурной головки и могут регулироваться.New details: sensitive elements are made in the form of nozzles, through which continuous flow of the working fluid is carried out, the hydraulic nozzle-damper amplifier is made according to the bridge circuit, the recording element of the measuring system is included in the diagonal of the bridge, the figured head has a cross-shaped shape, and the elastic elements are installed on both sides of the protrusions of the figured head and can be adjusted.

Новые функциональные связи: сопла имеют одинаковое направление и образуют с упорами корпуса зазоры для прохода жидкости, разнонаправлено изменяющие свою величину при относительном повороте ведущего и ведомого звеньев измерительного преобразователя, что приводит к возникновению разности давлений под торцами регистрирующего элемента измерительной системы, пропорциональной изменению вращающего момента.New functional connections: the nozzles have the same direction and form gaps for the passage of fluid with the body stops, changing their size in different directions with relative rotation of the drive and driven links of the measuring transducer, which leads to a pressure difference under the ends of the recording element of the measuring system proportional to the change in torque.

Установка упругих элементов по обеим сторонам выступов крестообразной фигурной головки позволяет измерять вращающий момент при вращении в обе стороны.The installation of elastic elements on both sides of the protrusions of the cross shaped head allows you to measure the torque when rotating in both directions.

Наличие регулировочных винтов позволяет устанавливать одинаковые начальные зазоры между упорами корпуса и торцами сопл, а также настраивать величину номинального вращающего момента.The presence of adjusting screws allows you to set the same initial gaps between the stops of the housing and the ends of the nozzles, as well as adjust the value of the nominal torque.

Наличие новых элементов и функциональных связей позволяет исключить влияние характеристик рабочей жидкости, в первую очередь температурного расширения и сжимаемости, а также утечек из замкнутых объемов преобразователя, что повышает точность измерения вращающего момента и расширяет функциональные возможности устройства.The presence of new elements and functional relationships eliminates the influence of the characteristics of the working fluid, primarily thermal expansion and compressibility, as well as leaks from closed volumes of the transducer, which increases the accuracy of torque measurement and extends the functionality of the device.

На фиг.1 показан измерительный преобразователь, общий вид; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1.Figure 1 shows a measuring transducer, a General view; figure 2 is a section aa in figure 1.

Измерительный преобразователь вращающего момента содержит механизм преобразования вращающего момента в гидравлический сигнал, выполненный в виде ведущего звена 1 с крестообразной фигурной головкой, в тангенциальных каналах которой однонаправлено установлены сопла 2 и 3, образующие с упорами корпуса 4 ведомого звена зазоры для прохода рабочей жидкости. Ведомое звено установлено на ведущем звене на опоре качения 5. Ведущее и ведомое звенья преобразователя связаны упругими элементами 6, установленными в цилиндрических тангенциальных расточках корпуса ведомого звена по обеим сторонам выступов фигурной головки ведущего звена. Предварительный натяг упругих элементов регулируется винтами 7. Сопла соединены с источником питания по мостовой схеме через коллекторы 8, 9 и постоянные дроссели 10, 11, а регистрирующий элемент 12 измерительной системы включен в диагональ моста.The torque measuring transducer comprises a mechanism for converting torque into a hydraulic signal, made in the form of a driving link 1 with a cross-shaped head, in the tangential channels of which nozzles 2 and 3 are unidirectionally installed, forming gaps for the passage of the working fluid with the stops of the housing 4 of the driven link. The driven link is mounted on the driving link on the rolling support 5. The driving and driven links of the transducer are connected by elastic elements 6 installed in cylindrical tangential bores of the housing of the driven link on both sides of the protrusions of the shaped head of the driving link. The preload of the elastic elements is regulated by screws 7. The nozzles are connected to the power supply via a bridge circuit through collectors 8, 9 and constant chokes 10, 11, and the recording element 12 of the measuring system is included in the diagonal of the bridge.

Измерительный преобразователь работает следующим образом.The measuring transducer operates as follows.

При постоянном давлении P₀ рабочая жидкость поступает от источника питания (насосной станции) к постоянным дросселям 10 и 11, проходит через коллекторы 8 и 9 к соплам 2 и 3 и через зазоры между упорами корпуса 4 ведомого звена и торцами сопл истекает в окружающую среду с атмосферным давлением. Установка одинаковых начальных зазоров между упорами и соплами, а также настройка номинального вращающего момента на валу осуществляется регулировочными винтами 7 за счет изменения предварительного натяга упругих элементов 6, при этом давления P₁ и P₂ под торцами регистрирующего элемента 12 должны быть равны.At constant pressure P _{0, the} working fluid flows from the power source (pump station) to the constant chokes 10 and 11, passes through the manifolds 8 and 9 to the nozzles 2 and 3, and through the gaps between the stops of the housing 4 of the driven unit and the ends of the nozzles flows into the environment with atmospheric pressure. Setting the same initial gaps between the stops and nozzles, as well as setting the nominal torque on the shaft, is carried out by adjusting screws 7 by changing the preload of the elastic elements 6, while the pressures P ₁ and P ₂ under the ends of the recording element 12 should be equal.

При нагружении вала вращающим моментом, большим по величине, чем номинальный, происходит поворот ведущего звена относительно ведомого звена, что вызывает разнонаправленное изменение зазоров между торцами сопл 2 и 3 и упорами корпуса 4. Изменение зазоров приводит к изменению сопротивлений течению жидкости из сопл и к изменению давлений Р₁ и P₂ под торцами элемента 12. Возникающий перепад давлений рабочей жидкости приводит в действие регистрирующий элемент 12, перемещение которого пропорционально изменению вращающего момента.When the shaft is loaded with a torque larger than the nominal one, the leading link rotates relative to the driven link, which causes a multidirectional change in the gaps between the ends of the nozzles 2 and 3 and the stops of the housing 4. Changing the gaps leads to a change in the resistance to fluid flow from the nozzles and to a change pressure P ₁ and P ₂ under the ends of the element 12. The resulting pressure drop of the working fluid drives the recording element 12, the movement of which is proportional to the change in torque.

Сигнал в виде разности давлений на выходе измерительного преобразователя можно использовать для приведения в действие управляющего элемента системы автоматического регулирования, в качестве которого обычно используют золотниковый дросселирующий распределитель, регулирующий соответствующим образом расход жидкости на входе и выходе гидравлического двигателя машины, или зарегистрировать по показаниям контрольного прибора, например, дифференциального манометра.The signal in the form of a pressure difference at the output of the measuring transducer can be used to actuate the control element of the automatic control system, which is usually used as a spool throttling valve, which accordingly regulates the fluid flow rate at the inlet and outlet of the hydraulic motor of the machine, or can be registered according to the test instrument for example a differential pressure gauge.

Источники информации, принятые во вниманиеSources of information taken into account

1. Авторское свидетельство СССР №574640, Кл. G01L 3/20, 17.03.76.1. USSR Copyright Certificate No. 574640, Cl. G01L 3/20, 03.17.76.

2. Авторское свидетельство СССР №678353, Кл. G01L 3/20, 27.06.77 (прототип).2. Copyright certificate of the USSR No. 678353, Cl. G01L 3/20, 06/27/77 (prototype).

Claims

A torque measuring transducer comprising a mechanism for converting torque to a hydraulic signal, made in the form of a driving link with a figured head, in the tangential channels of which sensitive elements are placed, and connected via elastic elements of the driven link to the housing, in which there are stops interacting with sensitive elements, and a measuring system, characterized in that the sensitive elements are made in the form of unidirectional nozzles and form a gap with the stops of the housing ry for the passage of fluid, a nozzle connected in a bridge circuit with the power supply, the detection element of the measuring system is included in the bridge diagonal, curly head has a cruciform shape, and elastic members installed on both sides of the head shaped projections and adjustable.