1. Назначение и область применения стенда
Стенд предназначен для нормированного нагружения крутящего момента при регулировании моментных ключей.
Применяется в лабораториях, предприятиях, выпускающих ключи моментные (динамометрические).
2. Анализ существующих конструкций.
Тензорезисторные преобразователи (датчики) крутящего момента.
Такие преобразователи находят широкое применение для измерения крутящего момента. Диапазон измерений серийно выпускаемых тензорезисторных преобразователей (датчиков) крутящего момента составляет от 0—0,1 Н-м до 0—50 кН-м, а в случае необходимости и более.
Конструктивное исполнение, основные типы
Важнейшей частью преобразователя (датчика) крутящего момента является, как правило, цилиндрический чувствительный элемент, который под действием приложенного к нему момента закручивается. Возникающие при этом напряжения сдвига или деформации служат мерой крутящего момента. Упомянутые напряжения или деформации воспринимаются тензорезисторами, которые приклеивают к чувствительному элементу под углом 45° к его продольной оси и включают в схему моста Уитстона. Для передачи питающего напряжения и измерительного сигнала применяют контактные кольца или передачу сигналов без использования контактных колец (индуктивный способ).
Имеются дополнительные приспособления для измерения частоты и напряжения вращения, а также умножающие усилители для измерения мощности .
На рисунке 2.1 приведена типичная конструкция преобразователя (датчика) крутящего момента с контактными кольцами. На суженном участке вала, представляющего собой чувствительный элемент, видны тензорезисторы, расположенные под углом 45°. При малых крутящих моментах для получения достаточной деформации диаметр вала должен быть очень малым. (Для обеспечения необходимой устойчивости в этих случаях применяют чувствительные элементы другой формы, например в виде клетки, стержни которой работают на изгиб). Одностороннее расположение подшипников снижает погрешности от трения. Для вентиляции и охлаждения служит вентилятор. Тензорезисторы соединены с неподвижным корпусом при помощи контактных колец и съемных щеток.
Рисунок 2.1. Принципиальная схема преобразователя крутящего момента о контактными кольцами:
1 — торсионный вал; 2 — тензорезисторы (по два под углом ±45° к оси вала); 3 — корпус с односторонним шариковым подшипником; 4 — контактные кольца; 5 — контактные щетки; 6 — вентилятор
Некоторые характерные особенности
1. В зависимости от типа максимальная рабочая частота вращения составляет 3000—30 000 об/мин.
2. Пригодность как для статических, так и для динамических измерений.
3. Угол закручивания лежит в пределах 0,2°—1°.
4. Во избежание изгибающих моментов рекомендуется в критических случаях применять гибкие, но прочные на скручивание соединительные муфты.
5. Бесконтактное питание и также бесконтактный съем сигналов обеспечивают возможность работы практически без обслуживающего персонала.
6. Класс точности 0,2—1 %.