- •Содержание.
- •Введение.
- •1. Назначение и область применения стенда
- •2. Анализ существующих конструкций.
- •Конструктивное исполнение, основные типы
- •Индуктивные преобразователи (датчики) крутящего момента.
- •Магнитоупругие преобразователи (датчики) крутящего момента.
- •Струнные преобразователи (датчики) крутящего момента.
- •3 Обоснование выбора конструкции.
- •4. Описание устройства и работы стенда.
- •4.1 Описание устройства стенда (смотри чертёж общего вида).
- •4.2Описание работы стенда.
- •5. Расчеты подтверждающие работоспособность и надежность изделия.
- •5.1 Выбор электродвигателя.
- •5.2 Кинематический расчёт.
- •5.3 Расчёт упругого элемента.
- •5.4Расчёт на точность.
- •5.5 Расчёт на надёжность.
- •Литература.
Струнные преобразователи (датчики) крутящего момента.
Метод измерения, положенный в основу струнного тензометра может быть использован и для измерения крутящих моментов.
Струнные преобразователи (датчики) крутящего момента выпускают серийно для установки на валах диаметром от 50 до 750 мм. В зависимости от производственных условий это примерно соответствует диапазонам измерения крутящих моментов от 0—100 Н-м до 0—5 МН-м. Максимальная частота вращения составляет 1500 об/мин для валов малого диаметра и снижается максимум до 150 об/мин для валов большого диаметра.
Класс точности самого измерительного устройства 0,5—1 %. Если статическая юстировка невозможна, то отклонения от положенных в основу расчетных данных могут привести к дополнительной погрешности.
Конструктивное исполнение.
Струнные преобразователи крутящего момента (рисунок 2.4) состоят из двух колец, закрепляемых на валу на заданном расстоянии одно от другого, и двух натянутых между ними ферромагнитных проволок — струн. При нагружении вала кольца хотя и очень незначительно, но пропорционально приложенному крутящему моменту скручиваются одно относительно другого. В результате механическое напряжение, а следовательно, и частота одной из струн повышается, а другой — понижается. Изменение частоты струн, вызванное нагружением вала, служит мерой приложенного к нему крутящего момента.
Рисунок 2.4 Схема струнного преобразователя крутящего момента: 1,2 — разборные кольца; 3, 4 струны; 5 — торсионный вал
Некоторые характерные особенности.
1. Струнные преобразователи крутящего момента выпускаются серийно для валов диаметром до 750 мм.
2. Измерительное устройство выполнено разборным и может быть закреплено на валу путем свинчивания полуколец.
3. Устройство предназначено в основном для измерения статических процессов; динамические процессы могут быть измерены только до частоты 25 Гц.
4. Максимальная частота вращения для валов малого диаметра 1500 об/мин, для валов большого диаметра 150 об/мин.
5. Измерительный сигнал может быть снят с вала как через контактные кольца, так и бесконтактным способом.
6. Класс точности измерительного устройства 0,5—1 %.
3 Обоснование выбора конструкции.
Выбор конструкции первичного преобразователя определяется заданным классом точности стенда (2). Такие требования к точности позволили применить в качестве датчика торсионный вал, изготовленный из стали марки 65Г. Это пружинная сталь, обладающая удовлетворительными упругими характеристиками (модуль сдвига, максимальное напряжение сдвига, остаточные деформации). В конструкции применён электрический (индуктивный) датчик. В качестве передаточного механизма используется тангенсный механизм, позволяющий преобразовать малый угол закручивания торсионного вала в необходимое перемещение наконечника индуктивного преобразователя. Этот механизм при удовлетворительных габаритах обеспечивает требуемое передаточное отношение при достаточно линейной характеристике. Остальные элементы прибора и их конструкция выбраны из конструктивных соображений.