RU116636U1 - Измерительный преобразователь вращающего момента - Google Patents

Abstract

Измерительный преобразователь вращающего момента, содержащий механизм преобразования вращающего момента в гидравлический сигнал, выполненный в виде ведущего звена с фигурной головкой, в тангенциальных каналах которой размещены чувствительные элементы, и связанного с ним через упругие элементы ведомого звена с корпусом, в котором имеются упоры, взаимодействующие с чувствительными элементами, и измерительную систему, чувствительные элементы выполнены в виде однонаправленных сопл и образуют с упорами корпуса зазоры для прохода жидкости, сопла соединены по мостовой схеме с источником питания, регистрирующий элемент измерительной системы включен в диагональ моста, фигурная головка имеет крестообразную форму, а упругие элементы установлены по обеим сторонам выступов фигурной головки и могут регулироваться, между ведущим и ведомым звеньями образована герметичная сливная полость, которая через канал, выполненный в ведущем звене, и неподвижный коллектор сообщается с баком насосной станции, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения вращающего момента, в коллекторе выполнен канал, в котором установлены постоянные дроссели мостовой схемы, а рабочая жидкость подается через коллектор на вход постоянных дросселей от насосной станции.

Description

Полезная модель относится к измерительной технике и предназначена для измерения и контроля вращающего момента в системах автоматического регулирования приводов промышленного оборудования.

Известен измерительный преобразователь вращающего момента, содержащий механизм преобразования вращающего момента в гидравлический сигнал, выполненный в виде ведущего звена с фигурной головкой, в тангенциальных каналах которой размещены чувствительные элементы, и связанного с ним через упругие элементы ведомого звена с корпусом, в котором имеются упоры, взаимодействующие с чувствительными элементами, и измерительную систему, чувствительные элементы выполнены в виде однонаправленных сопл и образуют с упорами корпуса зазоры для прохода жидкости, сопла соединены по мостовой схеме с источником питания, регистрирующий элемент измерительной системы включен в диагональ моста, фигурная головка имеет крестообразную форму, а упругие элементы установлены по обеим сторонам выступов фигурной головки и могут регулироваться [1].

Недостатком данного устройства является низкая точность измерения вращающего момента.

Недостаточная точность измерения обусловлена зависимостью слива жидкости из преобразователя в окружающую среду не только от величины измеряемого вращающего момента, но и от частоты вращения ведущего и ведомого звеньев, то есть от действия центробежной силы на выходящую из преобразователя жидкость. При любом вращающем моменте увеличение частоты вращения увеличивает слив жидкости из преобразователя и вызывает появление ложного сигнала (погрешности) на регистрирующем элементе.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому устройству является измерительный преобразователь вращающего момента, содержащий механизм преобразования вращающего момента в гидравлический сигнал, выполненный в виде ведущего звена с фигурной головкой, в тангенциальных каналах которой размещены чувствительные элементы, и связанного с ним через упругие элементы ведомого звена с корпусом, в котором имеются упоры, взаимодействующие с чувствительными элементами, и измерительную систему, чувствительные элементы выполнены в виде однонаправленных сопл и образуют с упорами корпуса зазоры для прохода жидкости, сопла соединены по мостовой схеме с источником питания, регистрирующий элемент измерительной системы включен в диагональ моста, фигурная головка имеет крестообразную форму, а упругие элементы установлены по обеим сторонам выступов фигурной головки и могут регулироваться, между ведущим и ведомым звеньями образована герметичная сливная полость, которая через канал, выполненный в ведущем звене, и неподвижный коллектор сообщается с баком насосной станции [2].

Недостатком данного устройства является низкая точность измерения вращающего момента, обусловленная расположением постоянных дросселей мостовой схемы вне измерительного преобразователя. При этом гидравлические линии, образующие плечи моста, имеют большие объемы, а находящаяся в них рабочая жидкость обладает значительной сжимаемостью. Сжимаемость жидкости заметно снижает быстродействие измерительного преобразователя и точность измерения вращающего момента.

Целью полезной модели является повышение точности измерения вращающего момента.

Указанная цель достигается тем, что в коллекторе выполнен канал, в котором установлены постоянные дроссели мостовой схемы, а рабочая жидкость подается через коллектор на вход постоянных дросселей от насосной станции.

Сравнение заявленного устройства с прототипом показывает, что имеет место наличие новых элементов и функциональных связей между ними.

Новые элементы: канал, выполненный в неподвижном коллекторе, в котором установлены постоянные дроссели мостовой схемы, и подвод рабочей жидкости через коллектор на вход постоянных дросселей от насосной станции.

Новые функциональные связи: расположение постоянных дросселей в канале неподвижного коллектора измерительного преобразователя и прямой подвод рабочей жидкости к ним от насосной станции многократно уменьшают объем гидравлических линий, образующих плечи моста, и влияние сжимаемости жидкости на быстродействие преобразователя и точность измерения вращающего момента.

Наличие новых элементов и функциональных связей позволяет уменьшить влияние сжимаемости жидкости в гидравлических линиях, образующих плечи моста, что повышает точность измерения вращающего момента.

На фиг.1 показан измерительный преобразователь, общий вид; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1.

Измерительный преобразователь вращающего момента содержит механизм преобразования вращающего момента в гидравлический сигнал, выполненный в виде ведущего звена 1 с крестообразной фигурной головкой, в тангенциальных каналах которой однонаправлено установлены сопла 2 и 3, образующие с упорами корпуса 4 ведомого звена зазоры для прохода рабочей жидкости. Ведомое звено установлено на ведущем звене на опоре качения 5. Ведущее и ведомое звенья преобразователя связаны упругими элементами 6, установленными в цилиндрических тангенциальных расточках корпуса ведомого звена по обеим сторонам выступов фигурной головки ведущего звена. Предварительный натяг упругих элементов регулируется винтами 7.

Подвод рабочей жидкости от источника питания к соплам производится через штуцер 8 неподвижного коллектора 9 и постоянные дроссели 10 и 11, установленные в канале 12 коллектора.

Сопла образуют с постоянными дросселями мостовую схему, а регистрирующий элемент 13 измерительной системы включен в диагональ моста каналами А и Б через штуцеры 14 и 15. Между ведущим и ведомым звеньями преобразователя образована герметичная сливная полость 16, которая через канал 17, выполненный в ведущем звене, и штуцер 18 коллектора сообщается с баком насосной станции.

Измерительный преобразователь работает следующим образом.

При постоянном давлении Р₀ рабочая жидкость подводится от источника питания (насосной станции) через штуцер 8 неподвижного коллектора 9, постоянные дроссели 10 и 11, установленные в канале 12, к соплам 2 и 3 и через зазоры между упорами корпуса 4 ведомого звена и торцами сопл истекает в герметичную сливную полость 16. Из сливной полости преобразователя жидкость проходит по каналу 17 в коллектор и через штуцер 18 по линии Т возвращается в бак насосной станции. Установка одинаковых начальных зазоров между упорами и соплами, а также настройка номинального вращающего момента на валу осуществляется регулировочными винтами 7 за счет изменения предварительного натяга упругих элементов 6, при этом давления Р₁ и Р₂ под торцами регистрирующего элемента 13 должны быть равны.

При нагружении вала вращающим моментом, большим по величине, чем номинальный, происходит поворот ведущего звена относительно ведомого звена, что вызывает разнонаправленное изменение зазоров между торцами сопл 2 и 3 и упорами корпуса 4. Изменение зазоров приводит к изменению сопротивлений течению жидкости из сопл и к изменению давлений Р₁ и Р₂ под торцами элемента 13. Возникающий перепад давлений рабочей жидкости приводит в действие регистрирующий элемент 13, перемещение которого пропорционально изменению вращающего момента.

Сигнал в виде разности давлений на выходе измерительного преобразователя можно использовать для приведения в действие управляющего элемента системы автоматического регулирования, в качестве которого обычно используют золотниковый дросселирующий распределитель, регулирующий соответствующим образом расход жидкости на входе и выходе гидравлического двигателя машины, или зарегистрировать по показаниям контрольного прибора, например, дифференциального манометра.

Источники информации, принятые во внимание

1. Патент РФ на полезную модель №99163, Кл. G01L 3/20, 15.06.10.

2. Патент РФ на полезную модель №111290, Кл. G01L 3/20, 15.06.11 (прототип).

Claims (1)

1. Измерительный преобразователь вращающего момента, содержащий механизм преобразования вращающего момента в гидравлический сигнал, выполненный в виде ведущего звена с фигурной головкой, в тангенциальных каналах которой размещены чувствительные элементы, и связанного с ним через упругие элементы ведомого звена с корпусом, в котором имеются упоры, взаимодействующие с чувствительными элементами, и измерительную систему, чувствительные элементы выполнены в виде однонаправленных сопл и образуют с упорами корпуса зазоры для прохода жидкости, сопла соединены по мостовой схеме с источником питания, регистрирующий элемент измерительной системы включен в диагональ моста, фигурная головка имеет крестообразную форму, а упругие элементы установлены по обеим сторонам выступов фигурной головки и могут регулироваться, между ведущим и ведомым звеньями образована герметичная сливная полость, которая через канал, выполненный в ведущем звене, и неподвижный коллектор сообщается с баком насосной станции, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения вращающего момента, в коллекторе выполнен канал, в котором установлены постоянные дроссели мостовой схемы, а рабочая жидкость подается через коллектор на вход постоянных дросселей от насосной станции.