SU465567A1

SU465567A1 - Torque measuring device

Info

Publication number: SU465567A1
Application number: SU1789700A
Authority: SU
Inventors: Лев Исаакович Юник
Priority date: 1972-05-29
Filing date: 1972-05-29
Publication date: 1975-03-30

Description

1one

Изобретение относитс к области силоизмерительной техники.This invention relates to the field of load engineering.

Известные устройства дл измерени крут щего момента, содержащие ведущий и ведомый валы, св занные между собой упругим элементом, на концах которого расположены бесконтактные преобразователи закручивани упругого элемента в выходной сигнал, не позвол ют непрерывно производить измерени моментов, мен ющихс в широком диапазоне.The known devices for measuring torque, which contain the driving and driven shafts, are interconnected by an elastic element, at the ends of which contactless twisting transducers of the elastic element into the output signal are located, do not allow continuous measurements of moments that vary over a wide range.

Цель изобретени - расширение диапазона измерений при непрерывности процесса.The purpose of the invention is to expand the range of measurements with the continuity of the process.

Это достигаетс тем, что в предлагаемом устройстве упругий элемент выполнен в виде по крайней мере двух винтовых пружин различной жесткости, последовательно соединенных между собой через промежуточную втулку , выполненную в виде кольца с двум ограничительными выступами по торцам его и установленную с возможностью вращени на одном из указанных валов, которые снабжены упорами, расположенными на уровне ограничительных выступов промежуточной втулки.This is achieved by the fact that in the proposed device, the elastic element is made in the form of at least two helical springs of different stiffness, connected in series with each other through an intermediate sleeve, made in the form of a ring with two restrictive projections on its ends and mounted for rotation on one of these shafts that are provided with stops located at the level of the restrictive protrusions of the intermediate sleeve.

На чертеже показано предлагаемое устройство .The drawing shows the proposed device.

Устройство содержит упругий элемент в виде двух пружин 1 и 2, которые св заны одним концом соответственно с ведущим и ведомым валами 3 и 4, а другим - с втулкой 5. Два диска 6 и 7 из немагнитного материала несут на себе замыкатели магнитного потока 8 и 9 из магнитом гкого материала. Индукционные генераторные головки 10 и 11 с помощью установочных площадок 12 могут перемещатьс в направлении, перпендикул рном к образующей корпуса 13, имеющего в верхней части паз дл прохода генераторных головок . Втулка 5 имеет два ограничительных выступа 14 и 15, ограничивающих ее вращениеThe device contains an elastic element in the form of two springs 1 and 2, which are connected at one end, respectively, with the drive and driven shafts 3 and 4, and the other end with the sleeve 5. Two disks 6 and 7 of non-magnetic material carry the magnetic flux contactors 8 and 9 of magnet bland material. The induction generator heads 10 and 11 can be moved in the direction perpendicular to the generatrix of the housing 13, which has a slot in the upper part for the passage of the generator heads, by means of the installation platforms 12. The sleeve 5 has two restrictive protrusion 14 and 15, limiting its rotation

относительно валов с помощью упоров (штифтов ) 16 и 17. Вал 3 опираетс на подшипники 18 и 19, и оба вала могут вращатьс в подщипниках 19 и 20. Корпус 13 установлен на лапки 21, служащие дл креплени к неподвижному основанию. Втулка 5 опираетс на подшипники 22.with respect to the shafts with the help of stops (pins) 16 and 17. Shaft 3 rests on bearings 18 and 19, and both shafts can rotate in support plates 19 and 20. Case 13 is mounted on tabs 21 serving for fastening to a fixed base. Sleeve 5 rests on bearings 22.

Корпус 13 с помощью лапок 21 располагаетс на неподвижном основании, а валы 3 и 4 с помощью имеющейс на их открытых концах резьбы закрепл ютс между валом, передающим крут щий момент, и элементом, воспринимающим этот момент. Таким образом, упругие элементы оказываютс нагруженными тем же моментом, что и испытуемый вал.The housing 13 is positioned on the fixed base with the aid of the tabs 21, and the shafts 3 and 4 are fixed by means of a thread at the open ends of the shaft between the shaft transmitting the torque and the element receiving this moment. Thus, the elastic elements are loaded at the same moment as the test shaft.

При вращении подвижной части устройства , включающей валы, упругие элементы, втулку, диски и замыкатели магнитного потока отпосительно неподвижно установленныхWhen rotating the movable part of the device, including shafts, elastic elements, sleeve, discs and magnetic flux contactors are fixedly mounted

индукционных генераторных головок в последних индуцируютс импульсы (при прохождеНИИ мимо них замыкателей магнитного потока ), частота которых пропорциональна скорости вращени , а временной интервал между первым и вторым импульсами пропорционален углу закручивани упругих измерительных элементов (или крут щему моменту, который они передают) и обратно пропорционален скорости вращени подвижной части устройства т к- кгде Т - временной интервал между импульсами , возникающими при прохождении мимо индукционных генераторных головок 10 и 11 замыкателей магнитного потока; К., Ki - коэффициенты пропорциональности; Ф - суммарный угол закручивани упругих измерительных элементов 1 и 2; М -момент, действующий на элементы п--обороты подвижной системы в единицу времени. Таким образом, измерение крут щего момента сводитс к измерению известными способами временного интервала, что вл етс технически простой задачей и его можно осуществить , например, путем заполнени интервала Т импульсами стандартной частоты с последующим подсчетом числа прошедщих з врем интервала импульсов. При этом необходимо знать также количество оборотов вула в единицу времени, что, как правило, известно заранее или может быть также измерено известными устройствами. Калибровка и настройка устройства свод тс к следующему. Предварительно упругио элементы нагружаютс известным крут щим моментом и определ етс зависимость -f-(0-(2) Затем устройство устанавливаетс на рабочее место, вал приводитс во вращение и путем передвижени установочных лапок 12 добиваютс такого положени , при котором в случае отсутстви тормозного момента замыкатели магнитного потока одновременно замыкают магнитные системы головок 10 и 11, т. е. временной интервал Т равен нулю. Таким образом , устройство оказываетс подготовленным к работе. Дл расщирени диапазона измерени один из упругих элементов изготавливаетс меньшей жесткости, чем другой, что позвол ет получать значительные углы закручивани при малых рабочих моментах. Если действующий рабочий момент равен максимально допустимому дл менее жесткого упругого элемента 1, то его закручивание ограничиваетс путем упора ограничительного выступа 14 в штифт 16. С нарастанием рабочего момента продолжает закручиватьс только более жесткий измерительный упругий элемент 2. По достижении рабочего момента предельно допустимого значени дл элемента 2 его закручивание ограничиваетс путем упора ограничительного выступа 15 в штифт 17. Таким образом, элементы 1 и 2 оказываютс защищенными от действи случайных перегрузок, что повышает надежность работы устройства. Предмет изобретени Устройство дл измерени крут щего момента , содержащее ведущий и ведомый валы, св занные между собой упругим элементом, на концах которого расположены бесконтактные преобразователи закручивани упругого элемента в выходной сигнал, отличающеес тем, что, с целью расширени диапазона измерени при непрерывности процесса, в нем упругий элемент выполнен в виде по крайней мере двух винтовых пружин различной жесткости , последовательно соединенных . между собой через промежуточную втулку, выполненную в виде кольца с двум ограничительными выступами по торцам его и установленную с возможностью вращени на одном из указанных валов, которые снабжены упорами, расположенными па уровне ограничительных выступов промежуточной втулки. П 8 10induction oscillator heads in the latter are induced pulses (when passing magnetic field contactors past them) whose frequency is proportional to the speed of rotation, and the time interval between the first and second pulses is proportional to the twist angle of the elastic measuring elements (or the torque that they transmit) and is inversely proportional to rotational speeds of the movable part of the device, t k - where T is the time interval between pulses that occur when passing by induction generator heads 1 0 and 11 magnetic flux circuit breakers; K., Ki - coefficients of proportionality; F is the total angle of twist of the elastic measuring elements 1 and 2; M is the moment acting on the elements of n - the revolutions of the moving system per unit time. Thus, measuring the torque is reduced to measuring the time interval by known methods, which is a technically simple task and can be accomplished, for example, by filling the interval T with standard frequency pulses and then counting the number of pulses that have passed during the interval. At the same time, it is also necessary to know the number of turns of the Vula per unit of time, which, as a rule, is known in advance or can also be measured by known devices. The calibration and setup of the device is as follows. The pre-elastic elements are loaded with a known torque and the -f- relationship is determined (0- (2) The device is then installed at the work site, the shaft is rotated and, by moving the adjusting tabs 12, achieve a position in which, in the absence of braking torque the magnetic flux systems are simultaneously closed by the magnetic systems of the heads 10 and 11, i.e. the time interval T is zero. Thus, the device is prepared for operation. To extend the measuring range, one of the packs Other elements are made of less rigidity than the other, which allows to obtain significant twist angles at low operating moments. If the effective working moment is equal to the maximum allowed for the less rigid elastic element 1, then its twisting is limited by abutting the restriction protrusion 14 into the pin 16. With increasing the working moment continues to twist only tighter measuring elastic element 2. Upon reaching the working moment the maximum permissible value for the element 2 of its twisting limited by stops limiting protrusion 15 in the pin 17. Thus, the elements 1 and 2 okazyvayuts protected from the effects of accidental overloads, which increases the reliability of the device. Subject of the Invention A device for measuring torque, containing a drive and driven shaft, interconnected by an elastic element, at the ends of which contactless twisting transducers of an elastic element into an output signal are located, characterized in that, in order to extend the measurement range with process continuity, He elastic element is made in the form of at least two helical springs of different stiffness, connected in series. between themselves through an intermediate sleeve, made in the form of a ring with two restrictive projections on its ends and mounted rotatably on one of these shafts, which are provided with stops located at the level of the restrictive projections of the intermediate sleeve. П 8 10