SU1137353A1 - Устройство дл измерени крут щего момента - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КРУТЯЩЕГО МОМЕНТА, содержащее корпус с каналами высокого.и низкого давлени  и размещенными в нем ведущим и ведомым валссми, золотник с секторными пазами, расположенными на одном из его торцов, посредством которых золотник св зан с роликами ка .ретки, закрепленной на ведомом валу, упругий элемент, гидросистему питани  и датчик давлени , о т ли чающеес  тем, что, с целью повышени  точности, надежности и расширени  диапазона измерени , в него введен гидравлический пульсатор, размещенный в выполненном по оси золотника канале, промежуточный вал, св занный посредством муфты с ведущим валом, дифманометр .и дроссельный кран, при этом гидравлический пульсатор выполнен в виде последовательно размещенных в осевом канале золотника первой пружины, опорные витки которой жестко соединены соответственно с одним торцом осевого канала и .нерабочим торцом запорного органа с Т-образным соплом и золотника пульсатора С осевым сопле, один торец которого прижат к рабочему торцу запорного органа, а другой через вторую пружину св зан с другим торцом осевого канала золотника, упругий элемент BunojjHeH в виде ко-; I аксиально размещенных друг в друге пружин с противоположным направлением навивки, опорные витки которых жестко заделаны во встречных торцах золотника и промежуточного вала, золотник снабжен расположенными на его боковой поверхности первой и второй проточками, причем перва  проточка гидравлически св зана через выполненные в теле золотника боковые каналы с осевым каналом золотника и через Т-образное сопло запорного органй и полость между нерабочим торцом апорного органа и одним торцом осевого кансша золотника , в котором выполнен соосный указанному каналу жиклёр пульсатора, с полостью, образованной корпусом и встречными торцами промежуточного (/) вала и золотника и св занной с каналом высокого давлени , втора  проЬочка гидравлически св зана допол .нительными боковьми каналами, выполненными в теле золотника, с полостью 53 образованной торцом золотника пульсатора и другим торцом осевого канала золотника, а на внутренней поверхности корпуса выполнена пр моугольна  щель, св занна  с каналом низкого давлени  и размещеннаб между проточками золотника со стороны 00 СП боковой, стенки второй проточки, .при этом полость между одним торцом зо00 лотника и корпусом св зана через жиклер, параллельнсР которому подсоединен дифманометр, с каналом высокого давлени  и через дроссельный кран и каналом низкого давлени , вход гидросистемы св зан с корпусом дополнительным каналом, расположен--. Hbw между одним торцом золотника и боковой стенкой второй проточки, причем рассто ние между олним торцом золотника и дальней стенкой дополнительного канала равно предельному ходу золотника, а полость первой проточки св зана с датчиком давлени .

Description

Изобретение относитс  к силоизмерительной технике и может быть использовано дл  измерени  крут щего момента на валах различных изделий, где требуетс  регулировка рабочих и предельных моментов, определение их истинных значений как в статике, так и динамике, а также предохранение этих изделий от поломок при заклинивани х .

Известно устройство дл  измерени  крут щего момента/ содержащее корпус с установленными в нем ведущим и ведомьам валами, сй заннЕдми механизмом преобразовани  момента в осевое перемещение, и измеритель перемещени С 3.

Однако данное устройство не обеспечивает требуемой точности измере- ни ..

Наиболее близким к предлагаемому по технической суп ности и достигаемому результату  вл етс  устройство дл  измерени  крут щего момента, содержащее корпус с каналами высокого и низкого давлени  и размещенными в нем ведущим и ведомым валами золотник с секторНЕлми пазами, расположенньми на одном из его торцов посредством которых золотник св зан с роликами каретки, закрепленной на ведомом Валу, упругий элемент, гидросистетлу питани  и датчик давлени  2..

Недостатком известного устройства также  вл етс  низка  точность измерени  из-за трени  роликов при их движении относительно вала каретки , а также относительно секторньк пазов, в которых расположены ролики Устройство подвержено ударньм нагрузкам , во врем  пробуксовки его элементов , когда ролики каретки вход т и выход т из секторных пазов, соудар  сь с ними, что сокращает ресурс работы устройства и снижает его надежность . - ,.

Кроме того, устройство не допускает перенастройки диапазона измерени  крут щего момента без замены упругого элемента. .

Цель изобретени  - повьашение точности , надежности и-расширение диапазона измерени .

Указ.анна  цель достигаетс  тем, что в устройство дл  измерени  крут щего момента,, содержащее корпус с каналами высокого и низкого давлени  и размещенными: в нем ведущим и ведомым валеада, золотник с секторными пазами, расположенными на одном из его орцов, посредством которых золотник св зан с роликами каретки, закрепленной на ведомом валу , упругий элемент и датчик давлени  , введен гидравлический пульсатор , размещенный в выполненном по

оси золотника канале, промежуточный вал, св занный посредством муфты с ведущим валом, дифманометр и дроссельный кран, при этом гидравлический пульсатор выполнен в виде последовательно размещенных в осевом канале золотника первой пружины опорные витки которой жестко соединены соответственно с одним торцом осевого канала и нерабочим торцом запорного органа с Т-образным соплом и золотника пульсатора с осевым соплом, один торец которого прижат к рабочему торцу запорного органа, а другой через вторую пружину св зан с другим торцом осевого канала золотника, упругий элемент выполнен в виде коаксиально разме--:-. щенных друг в друге пружин с противоположным направлением навивки, опорные витки которых жестко заделаны во встречных торцах золотника и промежуточного вала, золотник снабжен расположенными на его боковой поверхности первой и второй проточками , причем перва  проточка гидравлически св зана через выполненные в теле золотника боковые ка;налы с осевым каналом золотника и через Т-образное сопло запорного органа и плотность между нерабочим торцом запорного органа и одним торцом осевого канала золотника, в котором выполнен соосный указанному каналу жиклер пульсатора, с полостью, образованной корпусом и встречными торцами промежуточного вала и золотника и св занной с каналом высокого давлени , втора  проточка гидравлически св зана дополните:льными ботковыми каналами, выполненными в теле золотника, с полостью, обра- зованнрй торцом золотника пульсатора и другим торцом осевого канала золотника, а на внутренней поверхности корпуйа выполнена пр моугольна  щель, св занна  с каналом низкого давлени  и размещенна  мелзду проточками золотника со стороны боковой стенки второй проточки, при этом полость между одним торцом золотника и корпусом св зана через жиклер, параллельно которому подсоединен дифманометр, с каналом высокого Давлени  и через дроссельный кран с каналом низкого давлни , вход гидросистемы св зан с корпусом дрполнительным каналом,расположенным между одним торцом золотника и боковой стенкой второй протоки , причем рассто ние между одним торцом золотника и дальней стенкой дополнительного канала равно предельному золотника, а полость первой проточки св зана с датчиком давлени .

На фиг.1 представлено устройство дл  измерени  крут щего момента. разрез; на фиг.2 - взаимное положение золотника и роликов каретки при значении крут щего момента большем допустимой величины; на фИг.З - схема включени  устройства в испытатель ном стенде. Устройство дл  измерени  крут щего момента (фиг.1-3) содержит корпус 1с каналами 2,3 (дополнительный и 4 высокого давлени , пр моугольную щель 5, выполненную на внутренней по верхности корпуса и св занную с каналами 6 низкого давлени  РСА ,жиклеры 7, установленные в каналах высокого и низкого давлени ,промежуто« ный вал 8 с каналами 9 и 10 и золот ник 11 с симметричными секторными пазами 12, расположенными на одном из его торцов, первой 13 и второй 14 проточками на его боковой поверх ности и отсчетными кромками 15 и 16 В теле золотника выполнены осевой канал 17, в котором размещен гидрав лический пульсатор давлени , боковы каналы 18 и дополнительные боковые каналы 19, которыми проточки золотн ка сообщены с его осевым каналом. Гидравлический пульсатор содержи последовательно размещенные в осево канале 17 первую пружину 20, запорный орган 21 с Т-образным соплом 22 золотник пульсатора 23 с осевым соп лом 24 и вторую пружину 25, причем опорные витки первой пружины 20 жес ко закреплены на нерабочем торце за порного органа 21 и одном торце осе вого канала золотника 11. Жиклер 26 пульсатора сообщает полости пружин 20 и 25 и каналы 17-19, а также соп ла 22 и 24 с каналом 2 высокого дав лени . Упругий элемент выполнен в виде пружин 27 и 28 с противоположным направлением навивок, размещенных коаксиально внутри.друг друга и кор пусе, опорные витки которых жестко заделаны во встречнбк торцах золотника 11 и промежуточного вала 8. Ведущий вал 29 сцеплен при помощи муфты 30 с промежуточным валом 8 а ведомый вал 31 сцеплен при помощи каретки 32 с роликами с золотником 11 через симметричные секторные паз 12. Ведущий и ведомый валы установлены в корпусе 1 с помощью упорных подшипников 33, которые фиксируют валы в осевом направлении. Гидросисте1«1а питани  содержит канал 34 высокого давлени , прибор 35, например манометр замера давлени , фильтр 36, регул тор 37 температуры рабочей жидкости, клапан 38 посто нного давлени , канал 39, включенный в первую Проточку 13 золотника 11, датчик 40 давлени , установленный в канал 39, цифровой преобразователь 41 измерени  частоты , жиклер 42, питающий высоким авлением полость каретки 32 от анала 34, ш.лпульсные каналы 43 ифманометра 44, включенные соответственно в канал 2 и 34 высокого авлени  и канал 4, давление в которсм может регулироватьс , причем импульсные каналы объединены между собой каналом с жиклером 42, дроссельный кран 45, объедин квдий полость каретки 32 и канал 4 с каналом 6 низкого давлени , и питающий жиклер 46, установленный в канале 34 высокого давлени , расход чег рез который равен суммарному расходу рабочего тела через устройство в каналы низкого давлени . Рассто ние между торцом (отсечной кромкой) 16 золотника 11 и дальней стенкой дополнительного канала 3 равно предельному ходу золотника 11. Корпус 1 измерител  с ведущим 29 и ведомым 31 валами кинематически св зан муфтами 47 с валом привода 48 и испытуемым объектом 49. . Устройство работает следующим образом. Высокое давление, регулируемое клапаном 38 посто нного давлени  и контролируемое на манометре 35 через жиклер 46, регул тор 37 температуры и фильтр 36, по каналу 34 нагружает канал 2, а через жиклер 42 канал 4. При этом дополнительный канал 3 перекрыт золотником 11 и нагружен высоким давлением с входа гидросистемы перед жиклером 46, а дроссельный кран 45 закрыт. Одновременно с этим нагружаетс  полость муфты 30 сцеплени  вала 29 с промежуточным валом 8 по каналам 9 и 10 и все жиклеры 7, через которые идет циркул ционный расход в каналы 6 низкого давлени , обеспечива  смазку трущихс  элементов и охлаждение системы . Жидкость по каналам 2 и 4 заполн ет полость пружин 27, 28 и через жиклер 26, полость переточки 13 золотника 11, канал 39, замкнутый объем с кареткой 32 и секторными пазами 12 золотника 11, а также полость пружины 25 канала 17 золотника 11 и проточку 14. При этом отсечна  кромка 15 золотника 11 перекрывает пр моугольную щель 5 корпуса и через нее не идет расход в канал 16 низкого давлени . Следовательно, на гидравлическом пульсаторе давлени  - запорном органе 21 и золотнике 23 перепад давлени  равен нулю и он не работает, что соответствует нулевому крут щему моменту на валах 29 и 31 и датчик 40 канала 39 не посылает импульсы давлени  на вторичный преобразователь 41 частоты;. ,. При нагружении крут щим мс «ентом |Мкр,например, ведомого вала 31 ролики каретки 32 стрем тс  провернутьс  внутри секторных пазов .12 и набегают на них на величину пропорциональную Мцр .При этом золотник 11 смещаетс  влевог сжима  пружины 27 и 28, а отсечна  кромка 15 откЕ«вает пр моугольную щель 5 корпуса и сообщает полость проточки 14 золотника И с каналам 6 низкого давлени . Давление в проточке 14, каналах 17 и 19 золотника 11 падает и на гид . равлическом пульсатора - запорном органе 21 и золотнике 23 nyiibcaTOpa образуетс  перепад давлени , под действием которого золотник 23, сопло 24 которого перекрыто запорным , органом 21, начинает смещатьс  совместно с ним вправо, сжима  при этомпружину 25. Одновременно с этим пружина 20 запорного органа 21 начинает раст гиватьс , так как ее опорные витки закреплены жестко с нерабочим торцом запорного органй и золотником 11. Смещение системы запорный орган - золотник пульсатора вправо происходит до тех пор, пока раст нувц  с  пружина- 20 оторвет запорный орган 21 от сопла 24 золотника 23 пульсатора и через него пойдет расход рабочего тела в канал б низкого давлени . Причем величина этого расхода определ етс  величиной открыти  отсечной кромкой 15 золотника 11 пр моугольной щели 5 корпуса , пр мопропорциональ ной на валу 31. .

Жиклер 26 предназначен дл  об,еспечени  четкости ритма работы гидравлического пульсатора давлени . Пружина 20 возвращает запорный орган 21 в положение, близкое к исходному, перепад давлени  на золотнике пульса тора 23 снижаетс , и,он под действием пружины 25 возвращаетс  в исходно положение, где запорный орган вновь м гко встречаетс  с торцом золотника пульсатора 23 и перекрывает сопло 24 после чего Цикл повтор етс  с часто той,пропорциональной М„р .

Импульсы давлени  гидравлического пульсатора через канал 18 и проточку 13 золотника 11 по каналу 39 корпуса воспринимаютс  датчиком 40 давлени  и посылаютс  на преобразователь 41, который высвечивает их в виде частоты . :

При заклинивани х вала 31 или превышени х на нем М ,. более допустимых

значений ролики каретки 32 занимают положение, показанное на (риг.2. Подшипники 33 посто нно фиксируют валы 29 и 31 от осевых перемещений. В этом случае отсечна  кромка 16 золотника 11 открывает дополнительный канал 3 высокого давлени    полость каретки 32 нагружаетс  давлением Рд с входа гидросистемы, в результате этого на золотнике 11 образуетс  перепад давлени , при котором давление в полости каретки 32 вшпе давлени  в полости пружин 27 и 28, и секторные пазы 12 под действием этого перепада выход т из зацеплени  с кареткой 32, так как золотник смещаетс  влево. Гидравлический пулсатор давлени  начинает работать с максимальной частотой на преобразователе -41, что служит сигналом дл  остановки испытаний.

В случае необходимости перехода .на другой диапазон измерени  М„р . открываетс  дроссельный кран 45,на величину, контролируемую по перепаду давлени  на дифманометре 4 4, импульсные каналы 43 давлени  которого включены в канал 34 высокого давлени  и полость каретки 32, что равноценно увеличению зат жки пружин 27 и 28.

В этом случае на золотнике 11 возникает перепад давлени , при котором давление в полости пружин 27 и 28 вьвие, чем в полости каретки 32, т.е. к усили м пружин 27 и 28 добавл етс  сила гидравлической пружины . В остальном пор док работы устройства остаетс  прежним, но производитс  индивидуальна  градуировка при заданных значени х перепада давлени  на дифманометре 44 после изготовлени  устройства.

Использование в устройстве гидравлического пульсатора позволит повысить точность измерени  крут щего момента за счет пульсаций, понижан дих трение/ сообщение полости каретки с высоким давлением позволит сн ть ударные нагрузки в экстремальных режимах работы устройства и повысить тем самым ресурс и надежность работы, а применение дроссельного крана между полостью каретки и каналом низкого давлени  позволит расширить диапазон измерени  за счет эквивалентного-увеличени  Жесткости упругого элемента.

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КРУТЯЩЕГО МОМЕНТА, содержащее корпус с каналами высокого.и низкого давления и размещенными в нем ведущим и ведомым валами, золотник с секторными пазами, расположенными на одном из его торцов, посредством которых золотник связан с роликами каретки, закрепленной на ведомом валу, упругий элемент, гидросистему питания и датчик давления, о т ли чающееся тем, что, с целью повышения точности, надежности и расширения диапазона измерения, в него введен гидравлический пульсатор, размещенный в выполненном по оси золотника канале, промежуточный вал, связанный посредством муфты с ведущим валом, дифманометр .и дроссельный кран, при этом гидравлический пульсатор выполнен в виде последовательно размещенных в осевом канале золотника первой пружины, опорные витки которой жестко соединены соответственно с одним торцом осевого канала и нерабочим торцом запорного органа с Т-образным соплом и золотника пульсатора с осевым соплом, _о один торец которого прижат к рабочему торцу запорного органа, а другой через вторую пружину связан с другим торцом осевого канала золотника, упругий элемент выполнен в виде ко-;

   • аксиально размещенных друг в друге пружин с противоположным направлением навивки, опорные витки которых ' жестко заделаны во встречных тор цах золотника и промежуточного вала, золотник снабжен расположенными на его боковой поверхности первой и второй проточками, причем первая проточка гидравлически связана через выполненные в теле золотника боковые каналы с осевым каналом золотника и через Т-образное сопло запорного органа и полость между нерабочим торцом запорного органа и одним торцом осевого канала золотника, в котором выполнен соосный указанному каналу жиклёр пульсатора, с полостью, образованной корпусом и встречными торцами промежуточного вала и золотника и связанной с кана лом высокого давления, вторая про 1точка гидравлически связана допол нительными боковыми каналами, выпол ценными в теле золотника, с полостью ,s образованной торцом золотника пульсатора и другим торцом осевого канала золотника, а на внутренней по- верхности корпуса выполнена прямоугольная щель, связанная с каналом низкого давления и размещение^ между проточками золотника со стороны боковой стенки второй проточки, -при этом полость между одним торцом золотника и корпусом связана через жиклер, параллельнсР которому подсоединен дифманометр, с каналом высо- кого давления и через дроссельный кран и ка’налом низкого давления, вход гидросистемы связан с корпусом дополнительным каналом, расположен**? ным между одним торцом золотника и боковой стенкой второй проточки, причем расстояние между одним торцом золотника и дальней стенкой дополнительного канала равно предельному ходу золотника, а полость первой проточки связана с датчиком давления.