Устройство для измерения крутящего момента

Номер патента: 7841

Опубликовано: 28.02.2006

Автор: Казаков Леонид Васильевич

Скачать PDF файл.

Текст

Смотреть все

(51)01 3/10 НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КРУТЯЩЕГО МОМЕНТА(71) Заявитель Открытое акционерное общество Амкодор(72) Автор Казаков Леонид Васильевич(73) Патентообладатель Открытое акционерное общество Амкодор(57) 1. Устройство для измерения крутящего момента, содержащее полый упругий вал с двумя группами сквозных прорезей, направленных встречно друг другу и под углом к оси вала, два, опирающихся на вал напротив соответствующих групп прорезей упругих разрезных кольца из антифрикционного материала, на которых закреплены тензорезисторы,отличающееся тем, что упругие разрезные кольца выполнены в виде колец равного сопротивления изгибу, возникающему при равномерно распределенной нагрузке на внутренней поверхности каждого кольца. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что упругие разрезные кольца выполнены в виде колец с постоянной шириной и переменной толщиной. 3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что угол наклона прорезей к оси вала составляет 45. 7841 1 2006.02.28 Изобретение относится к силоизмерительной технике и может быть использовано для измерения крутящего момента на валах. Известно устройство для измерения крутящего момента, содержащее полый упругий вал с двумя группами сквозных прорезей, направленных встречно друг другу и под углом к оси вала 1. Однако данное устройство не обеспечивает требуемой точности измерения. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является устройство для измерения крутящего момента, содержащее полый упругий вал с двумя группами сквозных прорезей, направленных встречно друг к другу и под углом к оси вала, два опирающихся на вал напротив соответствующих групп прорезей упругих разрезных кольца из антифрикционного материала, на которых закреплены тензорезисторы 2. Недостатком этого устройства является низкая точность измерения. Низкая точности измерения обусловливается тем, что кольцо под действием упругой радиальной деформации цилиндра изменяет свой диаметр эксцентрично (не по правильному диаметру, а по эллипсу), вследствие чего между поверхностью кольца и цилиндром возникают зазоры, которые приводят к появлению погрешности измерения. Задачей изобретения является повышение точности измерения, а также получение оптимальной чувствительности устройства, обусловленной углом наклона прорезей к оси цилиндра. Устройство для измерения крутящего момента, решающее эту задачу, содержит упругий вал с двумя группами сквозных прорезей, направленных встречно друг другу и под углом к оси вала, два опирающихся на вал напротив соответствующих групп прорезей упругих разрезных кольца из антифрикционного материала, на которых закреплены тензоризисторы, причем упругие разрезные кольца выполнены в виде колец равного сопротивления изгибу, возникающему при равномерно распределенной нагрузке на внутренней поверхности кольца, при этом упругие разрезные кольца выполнены в виде колец с постоянной шириной и переменной толщиной, а угол наклона прорезей к оси вала составляет 45. Кольцо равного сопротивления изгибу имеет переменное сечение и его форма рассчитана таким образом, что нормальное максимальное напряжение, возникающие под действием приложенной силы, во всех сечениях одинаково и равно допустимому (или не превышает его), т.е. соблюдается условие/,где- максимальное напряжение, - допустимое напряжение,М(х) и- изгибающий момент и момент сопротивления в любом сечении кольца. Условия (1.1) и (1.2) справедливы и для сечения с наибольшим изгибающим моментом, если обозначить- момент сопротивления кольца в сечении с наибольшим изгибающим моментом М, то можно написать М/М(х)/(х), (1.3) где М - наибольший изгибающий момент, - наибольший момент сопротивления. т.е. в кольцах равного сопротивления изгибу моменты сопротивления сечений прямо пропорциональны соответствующим изгибающим моментам. Кольца могут быть двух видов - с постоянной шириной и с постоянной толщиной, в данном случае применяются кольца с постоянной шириной. Преимуществом указанных колец является то, что под действием радиальной деформации цилиндра кольцо изменяет свой внутренний диаметр строго концентрично, что обеспечивает плотное прилегание кольца по всей поверхности цилиндра без зазора. 7841 1 2006.02.28 Оптимизация чувствительности устройства, обусловленная углом наклона прорезей к оси цилиндра, достигается тем, что прорези на цилиндре расположены вдоль главных напряжений, которые при кручении направлены под углом 45 к оси вала. В указанном направлении прорези изменяют свою ширину максимально, что приводит к оптимизации радиальной деформации упругого цилиндра в целом, а следовательно,и к максимально возможной чувствительности всего устройства. Сущность изобретения поясняется чертежами фиг. 1 - общий вид устройства для измерения крутящего момента,фиг. 2 - вид А. Устройство для измерения крутящего момента содержит упругий вал 1 с двумя группами сквозных прорезей 2, направленных встречно друг другу, и, например, под углом 45 к оси вала. На валу 1 выполнены канавки 3, в которых расположены упругие разрезные кольца равного сопротивления изгибу 4 из антифрикционного материала, на которых закреплены тензорезисторы 5. В зазоре разреза колец 4 установлена рейка 6. Устройство работает следующим образом. При появлении крутящего момента упругий вал 1 начинает радиально деформироваться в зоне прорезей. Это вызвано тем, что прорези, расположенные вдоль главных направлений напряжений, выполнены сквозными. При появлении крутящего момента ширина прорезей начинает изменяться, что приводит к изменению диаметра цилиндра. Знаки деформации в двух группах прорезей противоположны. Радиальная деформация цилиндра приводит к изменению диаметра упругих разрезных колец 4. Упругая деформация колец воспринимается крепящимися на кольцах тензорезисторами и преобразуется в электрический сигнал. Фиксация упругих разрезных колец от осевого смещения осуществляется при помощи канавок 3 на валу 1. Рейка 6, закрепленная неподвижно, предотвращает поворот колец вместе с валом. Использование в устройстве колец равного сопротивления изгибу позволяет повысить точность измерения за счет того, что они под действием радиальной деформации цилиндра изменяют свой внутренний диаметр концентрически (в прототипе кольца деформируются по эллипсу) вследствие чего между цилиндром и кольцами не возникает зазора, который приводит к погрешности измерения и неравномерному износу внутренней поверхности колец. Источники информации 1.2260036, 1940. 2.935724, 1982. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3

МПК / Метки

МПК: G01L 3/10

Метки: устройство, момента, крутящего, измерения

Код ссылки

<a href="http://bypatents.com/3-7841-ustrojjstvo-dlya-izmereniya-krutyashhego-momenta.html" rel="bookmark" title="База патентов Беларуси">Устройство для измерения крутящего момента</a>

Похожие патенты