Пристрій для виміру крутного моменту на обертовому валу з мінливою частотою

Реферат: Пристрій для виміру крутного моменту на обертовому валу з мінливою частотою містить корпус, торсійний вал, два вимірювальних диски, три датчики, вимірювальну схему, дві муфти, два підшипники, датчики Холла. UA 72893 U (12) UA 72893 U UA 72893 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до вимірювальної техніки та може бути використана для виміру постійного чи мінливого крутного моменту обертового вала при різних його частотах. Відомий пристрій для виміру крутного моменту, що містить схему індикації, розташовані на валу та зміщені відносно один одного на 180° перший та другий відмітники кута положення вала, два датчики зчитування, розташовані на однієї лінії, паралельній осі вала [1]. Недоліками цього пристрою є те, що вимір можливий лише при постійних частотах обертання, періоди яких кратні часу виміру. Такі режими можливі у порівняно вузького круга силових установок, наприклад, турбо- та гідроелектричні установки. Найбільш близьким до заявленого пристрою з технічної суті є пристрій для виміру крутного моменту, що містить схему індикації, розташовані на валу та зміщені відносно один одного на 180° перший та другий відмітники кута положення вала, три датчики зчитування, два з котрих розташовані на однієї лінії, паралельній осі вала, а третій під кутом 180° до першого датчика біля першого відмітника. Даний пристрій придатний для виміру крутного моменту обертового вала при мінливих частотах [2]. Недоліком цього пристрою є недостатня точність виміру при наявності на валу кутового прискорення довільного характеру, а також підвищені умови точності розміщення відмітників та датчиків. Задача корисної моделі - поширення динамічного діапазону та точності виміру, спрощення вимог до виготовлення. Поставлена задача вирішується тим, що у пристрої застосовані, датчики Холла, перший та третій з яких розміщені біля першого вимірювального диска поблизу один одного, а другий біля другого вимірювального диска у положенні між першими двома датчиками, у вимірювальну схему включені два лічильника та розрахунковий блок. На кресленні схематично зображена будова запропонованого пристрою. Пристрій для виміру крутного моменту на обертовому валу з мінливою частотою складається з датчиків Холла 1, 2, 3, вимірювальних дисків 4, 5, лічильників 6, 7, розрахункового блока 8, фланців 9, 10, підшипників 11, 12, корпуса 13 та торсійного вала 14. Пристрій встановлюється за допомогою фланців 9 та 10 у розріз вала, який з'єднує силову установку та навантаження. Вимірювальні диски 4 та 5 однакові, сталеві, жорстко закріплені на торсійному валу, як відмітник використовують прорізь на окружності. Розташування відміток та датчиків виконується згідно з умовою: 2  2  0,5  1  Mc  3   4  5  , де Mc - максимальний кут скручування вала 14,  4  5 - похибка у взаємному розташуванні дисків 4 та 5. Пристрій для виміру крутного моменту на обертовому валу з мінливою частотою працює таким чином. При обертанні торсійного вала 14 датчики 1, 2, 3 почергово фіксують відносне положення вимірювальних дисків 4 та 5 - спочатку відмітка диска 4 проходить через датчик 1, який, завдяки вбудованому тригеру, подає сигнал прямокутної форми та запускає лічильники 6 та 7; далі відмітка диска 5 проходить через датчик 2, сигнал з якого зупиняє лічильник 7; потім відмітка диска 4 проходить через датчик 3, сигнал з якого зупиняє лічильник 6. Таким чином, за один оберт валу лічильник 7 визначає час t1 , а лічильник 6 відповідно час t 2 . У розрахунковому блоці 8 визначається величина відносного часу проходження відміток: A  t 2 / t1 . Параметр А становить найменше значення, коли крутний момент Μ на обертовому торсійному валу дорівнює нулю. Це значення приймається за нульове при подальшому розрахунку. Зі збільшенням величини крутного моменту, кут скручування  c збільшується, t1 зростає, a t 2 зменшується, та, як наслідок, параметр А також зростає. Таким чином, при калібруванні пристрою, створюються залежності M  ƒC  та C  ƒA , які записуються у розрахунковий блок. Крім крутного моменту також є можливість вимірювати швидкість обертання торсійного вала. Для цього потрібно відкалібрувати пристрій при відомій частоті та створити залежність   ƒt  (де  - кутова швидкість обертання торсійного вала, t - період часу проходження усіх відміток через усі датчики за один оберт). Таким чином, корисна модель придатна для вимірювання як крутного моменту, так і потужності на обертовому валу. Для зменшення впливу відносно великого прискорення торсійного вала на точність вимірювання доцільно внести у розрахункову схему поправку, яка буде коригувати значення крутного моменту, враховуючи кутове прискорення. Несприятлива дія прискорення на точність компенсується зі зменшенням його величини, та кута  2 пристрою. Використання корисної моделі дозволить підвищити точність вимірювання крутного моменту, що залежить фактично від характеристик датчиків Холла та вимірювальної схеми; а 1 UA 72893 U 5 також поширити динамічний діапазон роботи та спростити вимоги до виготовлення (порівняно з найближчим аналогом). Джерела інформації: 1. А.с. № 2895782/18-10/039332, G 01 L 3/10 19.03.80. 2. А.с. № 996876, G 01 L 3/10, 1981. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 10 Пристрій для виміру крутного моменту на обертовому валу з мінливою частотою, що містить корпус, торсійний вал, два вимірювальних диски, три датчики, вимірювальну схему, дві муфти, два підшипники, який відрізняється тим, що застосовані датчики Холла, перший та третій з яких розміщені біля першого вимірювального диска поблизу один одного, а другий біля другого вимірювального диска у положенні між першими двома датчиками, у вимірювальну схему включені два лічильники та розрахунковий блок. 2 UA 72893 U Комп’ютерна верстка А. Крижанівський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3