SU1355793A1 - Dynamometer magnetic clutch - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к машиностроению , а именно к динамометрическим устройствам. Цель изобретени  - улучшение эксплуатационных качеств путем повьшгени  точности оценки момента за счет усовершенствовани  датчика момента. Муфта содержит полумуфты (ПМ I и 2 со звездообразными переменнополюсньми магнитами 3 и 4. ГО1 1 и 2 установлены концентрично и разделены немагнитным металлическим экраном (Э ) 5. Немагнитные металлические пластины установлены на Э 5 с разных его сторон и электрически изолированы от Э 5. ПМ 1 и 2 электрически соединены с Э 5. П образуют с выступами ПМ 1 и 2 емкости. При вращении ПМ 1 и 2 без относительного смещени  по углу (холостой ход) эти емкости измен ютс  синхронно. Под нагрузкой выступы ПМ 1 н 2 взаимно смещаютс . Изменение емкостей сдвигаетс  по фазе пропорционально передаваемому моменту. Величина напр жени , по вл ющегос  в диагонали моста измерительной схемы, также пропорциональна моменту муфты. 1 з.п. ф-лы. 7 ип; ш О) 00 ел СП со 00 Фи2.2The invention relates to mechanical engineering, in particular to dynamometric devices. The purpose of the invention is to improve performance by improving the accuracy of torque estimation by improving the torque sensor. The coupling contains coupling halves (PM I and 2 with star-shaped alternating pole magnets 3 and 4. GO1 1 and 2 are mounted concentrically and separated by a non-magnetic metal screen (E) 5. Non-magnetic metal plates are installed on E 5 from different sides and electrically isolated from E 5. PM 1 and 2 are electrically connected to E 5. P form capacitors with PM 1 and 2. When PM 1 and 2 rotate without relative angular displacement (idle run), these capacitors change synchronously. Under load, PM 1 n 2 protrusions move mutually The change in capacitance shifts. phase proportional to the transmitted torque magnitude of the voltage appearing in a diagonal of the measuring bridge circuit, is also proportional to the moment of coupling 1 ZP f ly-u 7;... O w) 00 ate SP with 00 Fi2.2

Description

1 one

Изобретение относитс  к машиностроению , а именно к магнитным муфтам дл  передачи вращени  в герметизированную полость с одновременным измерением передаваемого момента.The invention relates to mechanical engineering, in particular to magnetic couplings for transmitting rotation into a sealed cavity with simultaneous measurement of the transmitted moment.

Целью изобретени   вл етс  улучшение эксплуатационных качеств муфты путем повьшени  точности оценки момента , передаваемого муфтой, за счет усовершенствовани  датчика момента.The aim of the invention is to improve the performance of the clutch by increasing the accuracy of the moment estimation transmitted by the clutch by improving the torque sensor.

На фиг.1 представлена динамометрическа  магнитна  муфта со звездообразными посто нными магнитами, продольное сечение; на фиг.2 - то же поперечное сечение; на фиг.З - принципиальна  электрическа  схема измерени  момента; на фиг.4 - схема расположени  выступов при холостом ход муфты; на фиг.5 - график изменени  емкостей при рабочем ходе; на фиг.6 - схема расположени  выступов при рабочем ходе муфты; на фиг.7 - график изменени  емкостей при рабочем ходе муфты.Figure 1 shows a dynamometric magnetic coupling with star-shaped permanent magnets, a longitudinal section; figure 2 is the same cross section; FIG. 3 shows the electrical circuit for measuring the moment; Fig. 4 is a diagram of the arrangement of the protrusions when the clutch is idling; Fig. 5 is a graph of the changes in the capacities during the working stroke; Fig. 6 is a diagram of the arrangement of the protrusions at the running stroke of the coupling; Fig. 7 is a graph showing the change in the capacities during the running stroke of the coupling.

Динамометрическа  магнитна  муфт содержит установленные концентрично ведущую 1 .и ведомую 2 полумуфты со звездообразными посто нными магнитами 3 и 4 соответственно и металлический немагнитный экран 5. Магниты 3 и 4 вьшолнены переменно-полюсными Полумуфты 1 и 2 установлены в подшиниках 6 и 7. Разноименные полюса магнитов 3 и 4, т.е. выступы 8 и 9, расположены оппозитно одни другим (с угловым шагом )и взаимодействуютThe dynamometric magnetic coupling contains concentric drive 1 .and driven 2 coupling halves with star-shaped permanent magnets 3 and 4, respectively, and a metal nonmagnetic shield 5. Magnets 3 and 4 are filled with alternating-pole coupling halves 1 and 2 are installed in bead arms 6 and 7. Diffused poles of magnets 3 and 4, i.e. the protrusions 8 and 9 are opposed to each other (with angular step) and interact

через зазор между ними, который частично заполнен немагнитным экраном 5 (фиг.2). На наружной и внутренней поверхност х экрана 5 установлены металлические немагнитные пластины 10 и 11 соответственно, электрически изолированные от экрана 5 слоем диэлектрика 12. Магниты 3 и 4 и экран 5 электрически св заны между собой (фиг.З). Пластины 10 и 11 вьшолнены с конфигурацией, соответствующей проекции на экран обращенного к ней выступа 8 или 9..through the gap between them, which is partially filled with a non-magnetic screen 5 (figure 2). On the outer and inner surfaces of the screen 5 there are metallic non-magnetic plates 10 and 11, respectively, electrically isolated from the screen 5 by a dielectric layer 12. The magnets 3 and 4 and the screen 5 are electrically connected to each other (FIG. 3). Plates 10 and 11 are completed with a configuration corresponding to the projection on the screen of the protrusion 8 or 9 facing it.

Пластины 10 и 11, а также магниты 3 и 4 и эле ран 5 подключены к схеме измерени  момента (фиг.З). Вершины выступов 8 и пластина 10 (фиг.2) образуют конденсатор С, а вершины вые тупов 9 и пластина 11 (фиг.2) конденсатор Cj (фиг.З)..The plates 10 and 11, as well as the magnets 3 and 4 and the electrode 5 are connected to the torque measurement circuit (Fig. 3). The tops of the protrusions 8 and the plate 10 (FIG. 2) form a capacitor C, and the tops of the stubs 9 and the plate 11 (FIG. 2) form a capacitor Cj (FIG. 3).

Конденсаторы €, и С включены в мост измерительной схемы, котора Capacitors € and C are included in the bridge of the measuring circuit, which

имеет также сопротивлени  R.R,генератор Г переменного тока звуковой частоты, усилитель У и регистрирующий прибор Р.also has resistance R.R, an alternating current alternator G generator, an amplifier V and a recording device R.

Динамометрическа  магнитна  муфта работает следующим образом.Dynamometric magnetic clutch works as follows.

При вращении ведущей полумуфты 1 с магнитом 3 вовлекаетс  во вращение ведома  полумуфта 2 с магнитом 4.. При холостом ходе, т.е. когда отсутствует внешнее сопротивление вращению магнита 4, выступы 8 и 9 магнитов практически строго оппозитны одни друг им (фиг.4). При совместном перемещении выступы 8 и 9 периодически проход т относительно неподвижных пластин 10 и 11. При этом емкостиWhen rotating the leading coupling half 1 with a magnet 3 is involved in the rotation of the knowledge of the coupling half 2 with a magnet 4. At idle, i.e. when there is no external resistance to the rotation of the magnet 4, the protrusions 8 and 9 of the magnets are almost strictly opposites to each other (figure 4). When moving together, the protrusions 8 and 9 periodically pass relative to the fixed plates 10 and 11. In this case, the containers

конденсаторов С и С измен ютс  воcapacitors C and C vary during

2020

30 930 9

4040

55  55

времени синхронно (фиг.5). Мост измерительной схемы сбалансирован, что достигаетс , например, регулировкой сопротивлени  R г- Напр жение U в диагонали моста равно нулю, так какtime synchronously (figure 5). The bridge of the measuring circuit is balanced, which is achieved, for example, by adjusting the resistance R g - The voltage U in the diagonal of the bridge is zero, since

25 угол рассогласовани  между С и С, т.е. между выступами 8 и 9 магнитов 3 и 4 в данном случае равен нулю.25, the misalignment angle between C and C, i.e. between the protrusions 8 and 9 of the magnets 3 and 4 in this case is zero.

При передаче муфтой момента, т.е. при рабочем ходе, выступы 8 и смещены друг относительно друга. Это смещение тем больше, чем больше величина передаваемого муфтой момента . При заданном моменте имеет место строго определенное смещение (L/) зубьев 8 и 9 (фиг.7-), которые перемещаютс  совместно и периодически проход т относительно неподвижных пластин 10 и 11. Однако из- за смещени  выступов 8 и 9 емкости С и С 2 измен ютс  во времени уже не синхронно. Здесь сдвиг по фазе между емкост ми С и С не равен нулю (фиг.7). Мост измерительной схемы разбалансирован и напр жение U вWhen transmitting the clutch moment, i.e. when working course, the protrusions 8 and offset from each other. This displacement is greater, the greater the magnitude of the moment transmitted by the clutch. At a given moment, there is a strictly defined displacement (L /) of teeth 8 and 9 (Fig.7-), which move together and periodically pass relative to the fixed plates 10 and 11. However, due to the displacement of the projections 8 and 9 of the container C and C 2 change in time is no longer synchronous. Here, the phase shift between capacitances C and C is not zero (Fig. 7). The bridge of the measuring circuit is unbalanced and the voltage U in

45 диагонали моста не равно нулю. Оно , и  вл етс  электрической характеристикой момента, передаваемого муфтой. Динамометрическа  магнитна  муфта может быть вьшолнена с использо50 ванием электромагнитов вместо посто нных магнитов.The 45 diagonal of the bridge is not zero. It is the electrical characteristic of the torque transmitted by the clutch. The dynamometer magnetic coupling can be made using electromagnets instead of permanent magnets.

3535

Claims (2)

1.Динамометрическа  магнитна  муфта, содержаща .установленные концентрично одна относительно другой ведущую и ведомую.полумуфты со звездообразными посто нными магнитами.1. Dynamometric magnetic coupling containing concentrically one relative to the other leading and driven. Coupling half with star-shaped permanent magnets. выступы которых обращены одни к другим , металлический немагнитный экран , выполненный в виде тонкостенной оболочки вращени  и установлен- ный между полумуфтами, датчик момента , жестко св занный с экраном и электрически изолированный от него, отличающа с  тем, что, с целью улучшени  эксплуатационных качеств путем повьппени  точност оценки величины момента, датчик выполнен в виде по крайней мере двухthe protrusions of which are facing one another, a metal non-magnetic screen, made in the form of a thin-walled sheath of rotation and installed between the coupling halves, a torque sensor rigidly connected to the screen and electrically isolated from it, which is different in order to improve performance If the accuracy of the magnitude of the moment is estimated, the sensor is made in the form of at least two металлических немагнитных пластин, размещенных по разные стороны от экрана, кажда  пластина выполнена с конфигурацией, соответствующей проекции на экран обращенного к ней выступа полумуфты,а экран и полумуфты электрически св заны между собой.metal non-magnetic plates placed on opposite sides of the screen, each plate is made with a configuration corresponding to the projection on the screen of the ledge of the half-coupling facing it, and the screen and the half-coupling are electrically connected to each other. 2. Муфта по п.I, отличаю- щ а   с   тем, что звездообразные магниты полумуфт выполнены в виде электромагнитов.2. The coupling according to Clause I. is different in that the star-shaped magnets of the coupling halves are made in the form of electromagnets. фие. 1fie. one Фие.ЗFi.Z . 6. 6 Фи г. 7Fi 7 Составитель И.Лукина Редактор А.Лежнина Техред М.Ходанич Корректор В.Бут гаCompiled by I.Lukina Editor A.Lezhnina Tehred M.Hodanich Proofreader V. But ha ,« -- - -.- - ----- - - - - -- - , "- - -. - - ---- - - - - - - - Заказ 5763/33 Тираж 804ПодписноеOrder 5763/33 Circulation 804Subscription ВНИИПИ Государственного комитета СССРVNIIPI USSR State Committee по делам изобретений и открытий 113035, Москва, , Раушска  наб., д.4/5for inventions and discoveries 113035, Moscow,, Raushsk nab., 4/5 Производственно-полиграфическое предпри тие, г.Ужгород, ул. Проектна , 4Production and printing company, Uzhgorod, st. Project, 4