CS196583B1

CS196583B1 - Dynanometer

Info

Publication number: CS196583B1
Application number: CS66176A
Authority: CS
Inventors: Mirko Hruby; Petr Zaloudik; Tomas Sverak
Original assignee: Mirko Hruby; Petr Zaloudik; Tomas Sverak
Priority date: 1976-02-03
Filing date: 1976-02-03
Publication date: 1980-03-31

Description

Vynález se týká dynanometru k měření kroutícího momentu, zejména dynanometru, u něhož při měření dochází k relativnímu pohybu dvou jeho Částí.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a torque measuring dynanometer, and more particularly to a dynanometer in which the relative movement of two parts is measured.

Měření kroutícího momentu při zjišťování výkonu točivých strojů je běžnou a často používanou operací. Technická praxe zná několik desítek způsobů měření kroutícího momentu pomocí dynamometrů. Nejčastěji používanými typy dynamometrů jsou ty, u nichž dochází k natáčení jedné části dynamometru vůči jiné části. Toto natáčení se snímá známými metodami a je mírou kroutícího momentu. Příkladem takových dynamometrů je dynamometr sestávající z motoru, pružiny a ložisek. Stator motoru je uchycen k podložce, nejčastěji přes dvě kluzná ložiska, umožňující jeho úhlové natáčení. Při natočení je zkrucována rovinná pružinová spirála, upevněná středním koncem ke statoru v ose jeho úhlového pohybu a vnějším koncem k podložce. Úhel natočení statoru je pak mírou kroutícího momentu působícího na hřídeli rotoru motoru.Measuring torque to determine the power of rotating machines is a common and frequently used operation. Technical practice knows several dozen ways of measuring torque using dynamometers. The most commonly used types of dynamometers are those in which one part of the dynamometer is rotated against another part. This shooting is done by known methods and is a measure of torque. An example of such dynamometers is a dynamometer consisting of a motor, a spring and bearings. The motor stator is attached to the washer, usually through two sliding bearings, allowing its angular rotation. When rotated, a flat spring coil is twisted, fixed by its central end to the stator in the axis of its angular movement and the outer end to the washer. The stator rotation angle is then a measure of the torque applied to the motor rotor shaft.

Jiným příkladem provedení je dynamometr na principu otočného stolku, sestávající z motoru, otočné desky, ložisek a siloměru. Otočná deska je fixována k podložce nejčastěji přes dvě valivá ložiska umožňující její úhlové natáčení. Kroutící moment na hřídeli motoru, spojeného statorem pevně s otočným stolkem se přenáší na otočnou desku a mírou kroutícího momentu je síla, kterou siloměr udržuje otočnou desku v klidu. U všech dynamometrů, ve kterých při natáčení jedné části dynamometru vůči druhé dochází k vzájemnému pohybu součástí, ať již kluzem nebo valením, je měření zatíženo systematickou chybou, způsobenou třením součástí.Another exemplary embodiment is a rotary stage dynamometer consisting of a motor, a rotating plate, bearings and a load cell. The rotating plate is fixed to the washer most often through two roller bearings enabling its angular rotation. The torque on the motor shaft, fixed by the stator firmly to the turntable, is transmitted to the turntable and the measure of torque is the force that the load cell keeps the turntable at rest. For all dynamometers in which one part of the dynamometer is rotated relative to the other relative to the other, either by sliding or rolling, the measurement is subject to a systematic error due to the friction of the parts.

Odstranění tohoto nedostatku se dosahuje náhradou obvyklých valivých ložisek jiným druhem uložení se zanedbatelným čepovým třením. Tato uložení, známá z jemné mechaniky, jsou však použitelná jen pro velmi malé rotující hmoty. Jinou známou metodou je uložení pohybujících se částí dynamometrů do hydraulických nebo pneumatických ložisek. Nevýhody těchto uložení jsou rovněž zmíněná omezená únosnost, zvýšená konstrukční náročnost, přídavná zařízení pro čerpání a úpravu (temperaci a filtraci) ložiskové tekutiny.The elimination of this drawback is achieved by replacing conventional roller bearings with a different type of bearing with negligible pin friction. However, these bearings, known from fine mechanics, are only applicable to very small rotating masses. Another known method is to fit the moving parts of the dynamometers into hydraulic or pneumatic bearings. The disadvantages of these bearings are also the mentioned limited load-bearing capacity, increased construction demands, additional devices for pumping and conditioning (tempering and filtration) of the bearing fluid.

Výše uvedené nedostatky odstraňuje dynamometr pro měření kroutícího momentu sestávající z pevné části a pohyblivé části podle vynálezu, jehož podstata spočívá vtom, že mezi pevnou částí dynamometruThe aforementioned drawbacks are eliminated by a torque meter comprising a fixed part and a movable part according to the invention, which consists in the fact that between the fixed part of the dynamometer

198583 a pohyblivou částí dynamometru je pomocí nejméně dvou dvojic ložisek otočně uložena alespoň jedna vložka spojená spojkou se zdrojem pohybu.198583 and at least one insert coupled to the source of movement by means of a coupling is rotatably supported by at least two pairs of bearings on the moving part of the dynamometer.

Podstatou řešení podle vynálezu je dále to, že v dynamometru jsou nejméně dvě vložky spojeny spojkami se zdroji protisměrného pohybu. Řešení podle vynálezu eliminuje nepříznivé účinky valivého nebo kluzného tření a odstraňuje možnost vzniku systematické chyby.It is a further object of the invention that in the dynamometer at least two inserts are connected by couplings to sources of counter-directional movement. The solution according to the invention eliminates the adverse effects of rolling or sliding friction and eliminates the possibility of systematic error.

Nepřetržitým pohybem pohyblivé vložky mezi oběma částmi dynamometru je vyloučeno klidové tření, neboť obě části dynamometru jsou trvale ve styku s neustále se pohybující vložkou a neexistují proto styčné plochy, resp. body vzájemně v klidu, na nichž by nežádoucí klidové tření mohlo vzniknout.Continuous movement of the movable insert between the two parts of the dynamometer precludes rest friction, since both parts of the dynamometer are constantly in contact with the continuously moving insert and therefore there are no contact surfaces, respectively. points at rest, where undesirable resting friction could occur.

Příklad provedení dynamometru podle vynálezu je v nárysu znázorněn na obr. 1 a v půdorysu na obr. 2 na připojeném výkrese.An exemplary embodiment of a dynamometer according to the invention is shown in front view in FIG. 1 and in plan view in FIG. 2 in the accompanying drawing.

Dynamometr sestává 7 pohyblivé části 1 a pevné částí 2. Mezi pevnou částí 2 a pohyblivou částí 1 je umístěna vložka 3, uložená pomocí dvou dvojic kuličkových ložisek 4,5 a uváděná do pohybu klikovým mechanismem 7 spojeným s motorem 6.The dynamometer consists of 7 a movable part 1 and a fixed part 2. Between the fixed part 2 and the movable part 1 there is an insert 3, supported by two pairs of ball bearings 4,5 and actuated by a crank mechanism 7 connected to the motor 6.

Při zatížení dynamometru dosavadního provedení s pohyblivou částí 1 a pevnou části 2 bez nepřetržitě se pohybující vložky 3 konstantním kroutícím momentem, vznikne posuv pohyblivé části 1 vůči pevné části 2. Tento posuv je však menší než odpovídá posuvu ideálně hladkých těles. Při odlehčení dynamometru se části 1,2 nevrátí do výchozí polohy, ale v důsledku tření se zastaví mimo tuto polohu. Tím vznikají chyby měření příkonu vlivem statického tření.Under the load dynamometer of the prior art with a movable part 1 and a fixed part 2 without a continuously moving insert 3 at a constant torque, the displacement of the movable part 1 relative to the fixed part 2 is produced. This displacement, however, is less than that of ideally smooth bodies. When the dynamometer is relieved, the parts 1,2 do not return to the starting position, but stop outside this position due to friction. This causes errors in the power measurement due to static friction.

Umístěním neustále se pohybující vložky 3 mezi pohyblivou část 1 a pevnou část 2 se znemožní popsané chybné měření vlivem statického tření.By placing the continuously moving insert 3 between the movable part 1 and the fixed part 2, the described erroneous measurement due to static friction is prevented.

V případě rovnoměrného pohybu rotačního kolém osy dynamometru jedné neustále se pohybující vložky 3 a současně rovnoběžného se směrem relativního měřícího pohybu částí 1, 2 dynamometru dochází vlivem třecí síly mezi vložkou 3 a částmi 1, 2 k posunu částí 1,2, který se sčítá nebo odečítá od posunu částí 1,2, způsobeného měřeným kroutícím momentem. Tento posun způsobený vložkou 3 je při konstantní relativní rychlosti styčných ploch, daných teplotních podmínkách, pro daný stav stykových ploch částí 1,2 s vložkou 3 a danou normálovou sílu stálý a lze jej považovat za aditivní konstantu přístroje, která pouze mění polohu nuly při záznamu měřeného kroutícího momemtu.In the case of uniform movement of the rotational perpendicular axis of the dynamometer of one continuously moving insert 3 and at the same time parallel to the direction of relative measuring movement of the dynamometer parts 1, 2 the friction force between the insert 3 and the parts 1, 2 is shifted. subtracts from the displacement of the parts 1,2 caused by the measured torque. This shift caused by the insert 3 is constant at a constant relative velocity of the contact surfaces, given the temperature conditions, for a given state of the contact surfaces of the parts 1,2 with the insert 3 and given normal force and can be considered an additive constant of the instrument of the measured twisting momemt.

Použitím nejméně dvou pohyblivých vložek 3, pohybujících se protisměrně, lze jednoduše dosáhnout zrušení silových«účinků vložek3 na části 1,2 dynamometru a zmíněná aditivní konstanta přístroje může být zcela zanedbatelná a při relativně značných změnách stavu styčných ploch, teploty a působících normálových sil.By using at least two movable inserts 3 moving in the opposite direction, the force effects of the inserts 3 on the dynamometer part 1.2 can be easily eliminated and said additive constant of the instrument can be negligible and with relatively significant changes in contact state, temperature and normal forces.

Vložka 3 může též vykonávat symetrický kmitavý pohyb vůči částem 1,2 dynamometru, který rovněž odstraňuje vliv tření mezi nimi. Jestliže tento kmitavý pohyb je rovnoběžný se směrem měřícího pohybu částí 1,2, superponuje se na signál měřeného kroutícího momentu signál pohybu neustále se pohybující vložky 3. Tento přídavný symetrický kmitavý signál lze snadno známými způsoby eliminovat.The insert 3 can also perform a symmetrical oscillating movement with respect to the dynamometer parts 1,2, which also eliminates the effect of friction therebetween. If this oscillating motion is parallel to the direction of the measuring movement of the parts 1,2, the motion signal of the continuously moving insert 3 is superimposed on the measured torque signal. This additional symmetrical oscillating signal can be easily eliminated by known methods.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

Dynamometer for measuring a torque, comprising a fixed part and a moving part, characterized in that at least one insert is rotatably mounted between at least two pairs of bearings (4,5) between the fixed part (2) of the dynamometer and the moving part (1) of the dynamometer (3) connected by a coupling (7) to a source (6) of movement.

2. Dynamometer according to claim 1, characterized in that at least two inserts (3) are connected by couplings (7) to sources of counter-directional movement (6).