Устройство для измерения крутящих моментов

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К, АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союэ Советски и

Социалистическик

Республик (>892242 (6! ) Дополнительное к авт. свид-ву V 437936 (22) Заявлено « ° 03. 80 (1) 2891786!18-10 с присоединением заявки,%— (23) Приоритет

{51)М. Кл.

G 01 L 3/10

Гооударстеаиный комитет

СССР

{53) УДК 531 ° 781 (088.8) Опубликовано 23. 1 2. 81, Бктллетень № 47

Дата опубликования описания 25. 12. 81 ио делам изобретений и открытий (A. Е. Дубинин (72) Автор изобретения

Куйбышевский институт инженеров железнодорожного транспорта (7l ) Заявитель о (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗИЕРЕНИЯ КРУТЯЦИХ МОМЕНТОВ

Изобретение относится к сило1измерительной технике и может быть использовано для измерения крутящего момента.

По основному авт.св. 437936 известно устройство для измерения крутящих моментов, содержащее упругий участок вала из ферромагнитного материала и охватывающую вал электромагнитную систему, состоящую из коль-. цевого статора с распределенной по его внутренней поверхности трехфазной обмоткой возбуждения, двух тороидов,связанных магнитопроводящими сегментами, и двух включенных последовательно измерительных обмоток (1 .

Недостатком устройства является низкая чувствительность и точность измерения, обусловленная магнитоупругим гистерезисом и зависимостью выходного сигнала от скорости вращения вала, которая особенно сильно проявляется при скоростях вращения вала, близких к скорости вращения магнитного поля возбуждения, из-за изменения сопротивления вала вихревым токам.

Цель изобретения - повышение чув5 ствительности и точности измерения.

Эта цель достигается тем, что в устройство введен цилиндр из магнитомягкого материала, жестко закреплен10 ный на валу под тороидами измериЭ тельными обмотками и кольцевым статором, причем под статором на цилинд- ре выполнены по окружности зубцы.

На чертеже представлено предлагаемое устройство.

Устройство для измерения крутящих моментов содержит цепи возбуждения и измерительную. Цепь возбуждения состоит из кольцевого статора 1 с распределенной трехфазной обмоткой 2подключаемой к источнику трехфазного напряжения U . Статор 1 охва тывает ферромагнитный упругий вал 3, закрепленный в подшипниках 4 корпу3 са 5. Измерительная цепь состоит из кольцевых разрезных тороидов 6, сегментов 7 и двух соединенных последовательно измерительных обмоток 8, охватывающих коаксиально вал 3. Цепи возбуждения и измерительная разделены немагнитными прокладками 9. .На валу 3 под тороидами 6 измеритель, ными обмотками 8 и кольцевым стато- ром 1 жестко закреплен цилиндр 10 из магнитомягкого материала. Под кольцевым статором 1 цилиндр 10 по своей окружности имеет зубцы 11.

Устройство работает следующим образом.

При отсутствии крутящего момента (М=0) вал устройства не скручивается и цилиндр 10 из магнитомягкого мате-, риала изотропен, сигнал 0 на выходе измерительных обмоток 8 равен нулю.

При воздействии крутящего момента на вал 3 он скручивается. При этом скручивается и цилиндр 10 и в нем возникают механические напряжения, под воздействием которых меняется его магнитная проницаемость. Вследствие возникшей анизотропности цилиндра 10 появляется составляющая магнитного потока возбуждения, проходящая вдоль образующей цилиндра

10 и замыкающаяся s измерительной цепи устройства, проходя через элементы 6, 7 и 10 цепи. Эта составляющая магнитного потока сцепляется с витками измерительных обмоток 8, наводя в них ЭДС, пропорциональную крутящему моменту на валу, 0 =КМ, При этом основную механическую нагрузку несет вал 3, передавая деформации на цилиндр 10, в котором возникают механические напряжения кручения., Вследствие поверхностного эффекта магнитные потоки возбуждения и измерительный проходят llo цилиндру 10, выполненному из магнитомягкого материала. Поэтому перемагничивание его осуществляется по уз" кой петле намагничивания, что умень892242

4 шает магнитный гистерезис. Это приводит к уменьшению погрешности от невоспроизводимости статической характеристики устройства, т.е. погS решности от магнитоупругого гистерезиса.

Наличие зубцов 11 на цилиндре !О по его окружности под статором 1 при- . водит к неравномерности воздушного зазора под статором и искривлению магнитного поля возбуждения, что приводит к появлению дополнительного реактивного вращающего момента. При скоростях вращения вала, близких к скорости вращения поля возбуждения, за счет реактивного момента вал устройства втягивается в синхронизм подобно синхронной машине, и сигнал на выходе измерительных обмоток 8 не за висит от скорости вращения вала.

Использование предлагаемого устройства позволит повысить чувствительность и точность измерения крутящего момента за счет уменьшения погрешности от магнитоупругого гистерезиса и устранения влияния зависимости выходного сигнала от скорости вращения вала при скоростях вращения последнего, близких к скорости вращения магнитного поля возбуждения. зо

Формула изобретения

Устройство для измерения крутящих моментов по авт.св. Р 437936, I отличающееся тем, что, с целью повышения чувствительности и точности измерения, в него введен цилиндр из магнитомягкого материала, 4О жестко закрепленный на валу под тороидами, измерительными обмотками и кольцевым статором, причем под статором на цилиндре выполнены по окружности зубцы.

45 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 437936, кл. G 01 L 3/1О, 19 ° 06.72, 1

892242

Составитель Г. Целибеев

Редактор И. Николайчук Техреду, Пекарь Корректор M. Демчик

Заказ 11216/б2 Тираж 910 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1,13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП нПатент", r, Ужгород, ул. Проектная, 4