PL109425B1 - Method and system for measuring torque transmitted through gyrating elements - Google Patents

Method and system for measuring torque transmitted through gyrating elements Download PDF

Info

Publication number
PL109425B1
PL109425B1 PL19078076A PL19078076A PL109425B1 PL 109425 B1 PL109425 B1 PL 109425B1 PL 19078076 A PL19078076 A PL 19078076A PL 19078076 A PL19078076 A PL 19078076A PL 109425 B1 PL109425 B1 PL 109425B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
rotating element
torque
measuring
measured
transmitted
Prior art date
Application number
PL19078076A
Other languages
Polish (pl)
Other versions
PL190780A1 (en
Inventor
Witold Szymanowski
Maciej Szafarczyk
Marek Linkiewicz
Original Assignee
Politechnika Warszawska
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Politechnika Warszawska filed Critical Politechnika Warszawska
Priority to PL19078076A priority Critical patent/PL109425B1/en
Publication of PL190780A1 publication Critical patent/PL190780A1/en
Publication of PL109425B1 publication Critical patent/PL109425B1/en

Links

Landscapes

  • Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)
  • Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób i uklad do pomiaru momentu obrotowego przenoszonego przez wirujacy element, poddany w zwiazku z przeno¬ szonym momentem dzialaniu sil.Mozliwosc pomiaru momentów przenoszonych przez elementy wirujace maszyn jest niejednokrot¬ nie potrzebna z róznych przyczyn. Dla biezacej kontroli ich dzialania, rejestracji obciazen, stero¬ wania procesem maszyny itp. Potrzeba pomiaru tych obciazen wystepuje miedzy innymi w elemen¬ tach skrzynek przekladniowych obrabiarek. Mo¬ ment obrotowy, obciazajacy elementy napedowe obrabiarki moze na przyklad spelniac role para¬ metru w ukladach sterowania adaptacyjnego. Dok¬ ladny pomiar wartosci momentu obrotowego jest wówczas jednym z podstawowych warunków pra¬ widlowego funkcjonowania obrabiarki.Znany jest sposób, w którym pomiaru momentu obrotowego, przenoszonego przez wirujacy ele¬ ment, dokonuje sie poprzez pomiar odksztalcenia elementu sprezystego, stanowiacego integralna czesc elementu wirujacego lub poprzez przetwor¬ nik momentu umieszczony na tym elemencie.Wada tego sposobu jest koniecznosc odpowiednie¬ go uksztaltowania czesci wirujacego elementu, po¬ zwalajacej na jej odksztalcenia sprezyste, mierzo¬ ne odpowiednim czujnikiem lub przetwornikiem momentu. Stosowanie tego sposobu w urzadze¬ niach juz istniejacych lub majacych zwarta kon- )W 15 . 20 as 30 strukcje jest wiec stosunkowo uciazliwe, a czesto wrecz niemozliwe. Sposób powyzszy na ogól pro¬ wadzi do zmniejszenia sztywnosci skretnej, co ob¬ niza parametry wytrzymalosciowe i dynamiczne.Stosowanie tego sposobu stwarza ponadto szereg klopotów w zakresie przenoszenia sygnalu pomia¬ rowego z elementu wirujacego do nieruchomych urzadzen pomiarowych.Istota wynalazku polega na tym, ze mierzy sie zaleznie od wielkosci mierzonego momentu warto¬ sci reakcji lub proporcjonalnej do niej wielkosci fizycznej w co najmniej jednej podporze wiru¬ jacego elementu. Wartosci mierzonego momentu oblicza sie nastepnie korzystnie za pomoca przeli¬ cznika, w funkcji zmierzonych wartosci' reakcji lub proporcjonalnej do niej wielkosci fizycznej oraz wspólczynnika proporcjonalnosci, zaleznego od wzajemnego polozenia podpór elementu wiru¬ jacego i geometrycznego polozenia punktów przy¬ lozenia sil, dzialajacych na ten element.Sposób wedlug wynalazku pozwala na pomiar momentu obrotowego, wystepujacego w elemen¬ tach silowych urzadzen przenoszacych ruch obro¬ towy, bez naruszania ich konstrukcji i bez po¬ trzeby stosowania klopotliwych urzadzen do prze¬ noszenia sygnalu z elementu wirujacego — przy uzyciu stosunkowo prostych srodków technicznych.Sposób ten moze byc stosowany do pomiaru mo¬ mentu obrotowego w urzadzeniach juz istnieja- 109 4253 109 425 4 cych oraz w urzadzeniach' projektowanych o na¬ wet bardzo zwartej konstrukcji, a miedzy innymi równiez w urzadzeniach napedowych obrabiarek sterowanych adaptacyjnie.Wynalazek zostal blizej objasniony na przykla¬ dzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat dzialania ukladu, fig. 2 — rozklad sil dzialajacych na kolo posrednie, a fig. 3 — rozklad sil reakcji dzialajacych w podparciu kola posredniego.Moment obrotowy przenoszony jest przez zespól skladajacy sie z posredniego kola zebatego 1, osadzonego na podpartym na obu koncach wal¬ ku 2 i przenoszacego moment obrotowy z kola napedzajacego 3 na kolo napedzane 4, przy czym osie wszystkich kól sa wzgledem siebie równo¬ legle. W wyniku przenoszonego momentu obroto¬ wego na kolo posrednie 1 dzialaja dwie sily 5, których wypadkowa 6 wywoluje w obu podpo¬ rach walka 2, na którym osadzone jest kolo po¬ srednie 1, reakcje 7 i 8 proporcjonalne do prze¬ noszonego momentu obrotowego. Zaleznosc momen¬ tu od zmierzonych reakcji moze byc okreslona w znany sposób. Uklad wedlug wynalazku zawiera zespól czujnikowy 9 do pomiaru wielkosci reakcji lub proporcjonalnej do niej wielkosci fizycznej w co najmniej jednej podporze elementu wirujacego przenoszacego mierzony element, polaczony z czlo¬ nem przeliczajacym 10, którego wyjscie polaczo¬ ne jest z urzadzeniem wskazujacym 11 i/lub reje¬ strujacym 12 i/lub obwodem sterowania 13, gdy mierzony moment spelnia funkcje parametru ste¬ rujacego. Czlon przeliczajacy 10 oblicza wartosci mierzonego momentu w funkcji wielkosci sygna¬ lu zespolu czujnikowego 9 i wspólczynnika propor¬ cjonalnosci k wprowadzanego do czlonu przelicza¬ jacego 10 i zaleznego od wzajemnego polozenia pod¬ pór elementu wirujacego oraz geometrycznego polo¬ zenia punktów przylozenia sil, dzialajacych na wi¬ rujacy element w zwiazku z przenoszonym przez niego momentem. i Zastrzezenia patentowe 1. Sposób pomiaru momentu obrotowego prze¬ noszonego przez wirujacy element, znamienny tym, ze mierzy sie zalezne od mierzonego momentu, wartosci reakcji lub proporcjonalne do nich wiel¬ kosci fizyczne w co najmniej jednej podporze ele¬ mentu wirujacego (1), przenoszacego mierzony mo¬ ment, którego wartosci oblicza sie nastepnie, ko¬ rzystnie za pomoca przelicznika (10) w funkcji zmierzonych wartosci reakcji lub proporcjonalnych do nich wielkosci fizycznych oraz wspólczynnika proporcjonalnosci k, zaleznego od wzajemnego po¬ lozenia podpór elementu wirujacego i geometry¬ cznego polozenia punktów przylozenia sil dziala¬ jacych na wirujacy element i(l) zwiazanych z prze¬ noszonym przez niego momentem. 2. Uklad do pomiaru momentu obrotowego prze¬ noszonego przez wirujacy element, znamienny tym, ze zawiera zespól czujnikowy (9) do pomiaru war¬ tosci reakcji lub proporcjonalnych do nich wiel¬ kosci fizycznych w co najmniej jednej podporze, wirujacego elementu, polaczony z czlonem prze¬ liczajacym i(10), realizujacym obliczanie mierzo¬ nego momentu w funkcji sygnalu zespolu czujni¬ kowego (9) oraz wprowadzonego do czlonu prze¬ liczajacego (10) wspólczynnika proporcjonalnosci k, przy czym wyjscie czlonu przeliczajacego pola¬ czone jest z urzadzeniem wskazujacym (11) iAub rejestrujacym (12) i/lub ukladem sterowania (13), gdy mierzony moment spelnia funkcje parametru sterujacego. 3)9 so 25 30109 425 f,. i (,,. i M PLThe subject of the invention is a method and a system for measuring the torque transmitted by a rotating element subjected to a force due to the transmitted torque. The possibility of measuring the moments transmitted by the rotating elements of machines is often needed for various reasons. For the current control of their operation, load recording, machine process control, etc. The need to measure these loads occurs, inter alia, in the elements of machine tool gearboxes. The torque applied to the drive elements of a machine tool can, for example, act as a parameter in adaptive control systems. Accurate measurement of the torque value is then one of the basic conditions for the correct functioning of the machine tool. There is a known method in which the measurement of the torque transmitted by a rotating element is performed by measuring the deformation of an elastic element, which is an integral part of a rotating element or through a torque converter placed on this element. The disadvantage of this method is the necessity to properly shape the part of the rotating element, allowing for its elastic deformation, measured by a suitable sensor or converter. The use of this method in equipment already in existence or having a compact con-) Thus, 20 as 30 structures are relatively burdensome, and often even impossible. The above method generally leads to a reduction in torsional stiffness, which lowers the strength and dynamic parameters. The use of this method also causes a number of problems in the transmission of the measuring signal from the rotating element to the stationary measuring devices. The essence of the invention lies in the fact that it is measured depending on the magnitude of the measured moment of the reaction value or the physical magnitude proportional to it in at least one rotating element support. The values of the measured moment are then preferably calculated by means of a converter, as a function of the measured values of the reaction or the physical quantity proportional to it, and the proportionality factor, depending on the mutual position of the rotating element supports and the geometric position of the points of application of forces acting on it. The method according to the invention makes it possible to measure the torque present in the power elements of the rotary motion transmitting devices without disturbing their structure and without the need to use cumbersome devices for transmitting the signal from the rotating element - using relatively simple means This method can be used to measure the torque in devices that already exist - 109 4253 109 425 4 and in devices designed with even a very compact structure, and also in drives of adaptively controlled machine tools. more closely explained, for example The implementation plane in the drawing, in which Fig. 1 shows a scheme of the system operation, Fig. 2 - the distribution of forces acting on the intermediate wheel, and Fig. 3 - the distribution of the forces of reactions acting in the support of the intermediate wheel. The torque is transmitted by the unit consisting of from an intermediate gear wheel 1, mounted on a roller 2 supported at both ends and transmitting the torque from the drive wheel 3 to the driven wheel 4, the axes of all wheels being parallel to each other. As a result of the transmitted torque, two forces 5 act on the intermediate wheel 1, the resultant of which 6 is caused in both supports by the fight 2 on which the intermediate wheel 1 is mounted, and the reactions 7 and 8 proportional to the transmitted torque. The dependence of the moment on the measured reactions can be determined in a known manner. The system according to the invention comprises a sensor unit 9 for measuring the magnitude of the reaction or a physical magnitude proportional thereto in at least one support of the rotating element carrying the measured element, connected to the counting unit 10, the output of which is connected to the indicating device 11 and / or the register. 12 and / or control circuit 13, when the measured torque fulfills the functions of the control parameter. The converting element 10 calculates the values of the measured moment as a function of the magnitude of the signal of the sensor unit 9 and the proportion factor k introduced into the converting element 10 and depending on the mutual position of the rotating element supports and the geometric position of the points of application of forces acting on rotating element in relation to the moment transmitted by it. and Claims 1. Method for measuring the torque transmitted by a rotating element, characterized by measuring the reaction values dependent on the measured torque, or the physical quantities proportional to them in at least one rotating element support (1), transmitting the measured torque, the values of which are then calculated, preferably by means of a converter (10) as a function of the measured reaction values or physical quantities proportional to them, and the proportionality factor k, depending on the mutual position of the supports of the rotating and geometric elements the location of the points of application of the forces acting on the rotating element and (l) related to the moment transmitted by it. 2. A system for measuring the torque transmitted by a rotating element, characterized in that it comprises a sensor unit (9) for measuring the reaction values or physical quantities proportional to them in at least one support, a rotating element, connected to a member and (10), which performs the calculation of the measured torque as a function of the signal of the sensor unit (9) and the proportional coefficient k introduced into the conversion element (10), whereby the output of the converting element is connected to the indicating device (11) and the recording device (12) and / or the control system (13), when the measured torque fulfills the functions of the control parameter. 3) 9 so 25 30109 425 f. i (,,. and M PL

Claims (3)

Zastrzezenia patentowe 1. Sposób pomiaru momentu obrotowego prze¬ noszonego przez wirujacy element, znamienny tym, ze mierzy sie zalezne od mierzonego momentu, wartosci reakcji lub proporcjonalne do nich wiel¬ kosci fizyczne w co najmniej jednej podporze ele¬ mentu wirujacego (1), przenoszacego mierzony mo¬ ment, którego wartosci oblicza sie nastepnie, ko¬ rzystnie za pomoca przelicznika (10) w funkcji zmierzonych wartosci reakcji lub proporcjonalnych do nich wielkosci fizycznych oraz wspólczynnika proporcjonalnosci k, zaleznego od wzajemnego po¬ lozenia podpór elementu wirujacego i geometry¬ cznego polozenia punktów przylozenia sil dziala¬ jacych na wirujacy element i(l) zwiazanych z prze¬ noszonym przez niego momentem.Claims 1. Method for measuring the torque transmitted by a rotating element, characterized by measuring the torque-dependent reaction values or physical quantities proportional to them in at least one rotating element support (1), the measured torque, the values of which are then calculated, preferably with the aid of a converter (10) as a function of the measured reaction values or the physical quantities proportional to them, and the proportionality factor k, depending on the mutual position of the rotating element supports and the geometric position of points of application of the forces acting on the rotating element and (1) related to the moment transmitted by it. 2. Uklad do pomiaru momentu obrotowego prze¬ noszonego przez wirujacy element, znamienny tym, ze zawiera zespól czujnikowy (9) do pomiaru war¬ tosci reakcji lub proporcjonalnych do nich wiel¬ kosci fizycznych w co najmniej jednej podporze, wirujacego elementu, polaczony z czlonem prze¬ liczajacym i(10), realizujacym obliczanie mierzo¬ nego momentu w funkcji sygnalu zespolu czujni¬ kowego (9) oraz wprowadzonego do czlonu prze¬ liczajacego (10) wspólczynnika proporcjonalnosci k, przy czym wyjscie czlonu przeliczajacego pola¬ czone jest z urzadzeniem wskazujacym (11) iAub rejestrujacym (12) i/lub ukladem sterowania (13), gdy mierzony moment spelnia funkcje parametru sterujacego.2. A system for measuring the torque transmitted by a rotating element, characterized in that it comprises a sensor unit (9) for measuring the reaction values or physical quantities proportional thereto in at least one rotating element support connected to the member and (10), performing the calculation of the measured torque as a function of the signal of the sensor unit (9) and the proportional coefficient k introduced to the conversion element (10), whereby the output of the converting element is connected to the indicating device (11) and the recording device (12) and / or the control system (13), when the measured torque fulfills the functions of the control parameter. 3. )9 so 25 30109 425 f,. i (,,. i M PL3.) 9 so 25 30109 425 f ,. i (,,. and M PL
PL19078076A 1976-06-28 1976-06-28 Method and system for measuring torque transmitted through gyrating elements PL109425B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL19078076A PL109425B1 (en) 1976-06-28 1976-06-28 Method and system for measuring torque transmitted through gyrating elements

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL19078076A PL109425B1 (en) 1976-06-28 1976-06-28 Method and system for measuring torque transmitted through gyrating elements

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL190780A1 PL190780A1 (en) 1978-01-02
PL109425B1 true PL109425B1 (en) 1980-05-31

Family

ID=19977529

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL19078076A PL109425B1 (en) 1976-06-28 1976-06-28 Method and system for measuring torque transmitted through gyrating elements

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL109425B1 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
PL190780A1 (en) 1978-01-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69202976T2 (en) Axial compact torque converter.
Muller et al. Load cells in force sensing analysis--theory and a novel application
DE102018209594B4 (en) Method and system for load estimation and gravity compensation on a robotic arm
DE10058424B4 (en) Apparatus and method for measuring forces and moments acting on models tested in aerodynamic wind tunnels
EP0111064A2 (en) Power servo system
DE3536474C2 (en)
EP0176173A2 (en) Sensor for sensing three orthogonal forces and three orthogonal moments
US4282762A (en) Load sensing transducer
Zhang et al. Torque estimation technique of robotic joint with harmonic drive transmission
DE19960482A1 (en) Calibration unit for multicomponent force and torque sensor, e.g. for robotic system, has sensor that has already been calibrated connected to sensor to be calibrated and compares sensor data
JPH073360B2 (en) Shaft torsional vibration monitoring device
US7161096B2 (en) Mass measurement system and method using inertial force and standard mass in gravity-free environment
Russell et al. Dynamic torquemeter calibration of bicycle ergometers
DE29605403U1 (en) Device for the transmission of measurement data in gravimetric titration
JPS6145946A (en) Measuring instrument for efficiency of force transmission mechanism
EP0031906B1 (en) Method and apparatus for determining friction associated with an electric motor
EP0216040A3 (en) Torque sensor
Carter Instrumentation for measuring average draft
CN1061283A (en) Contactless force measuring method and device
PL107269B1 (en) METHOD OF MEASURING TORQUE OR RELEASE CARRIED BY A ROTATING ELEMENT
SU798502A1 (en) Method of determining resonance frequency of servosystem drive
JPH0213729B2 (en)
SU714195A1 (en) Stand for graduating multicomponent dynamometers
KR0121900Y1 (en) The device measuring torque by using roadcell
Voyles Jr et al. A comparison of force sensors