PL225808B1 - Momentomierz - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest momentomierz obrotowy przeznaczony szczególnie do pomiaru momentu obrotowego na wale maszyn technologicznych, szczególnie aglomerujących. Momentomierz taki umożliwia bieżącą kontrolę zmian i pomiar wartości rzeczywistego momentu w warunkach ciągłej pracy maszyny.

Znany z polskiego opisu patentowego nr 355 546 tensometryczny momentomierz obrotu mierzy moment obrotowy rejestrując pośrednio, za pomocą mostków tensometrycznych, skrętne odkształcenia sprężyste wału. W rozwiązaniu tym do przesyłu informacji pomiarowych wykorzystuje się nadajnik sygnałów świetlnych. Wprowadza to komplikacje konstrukcyjne w wyniku konieczności wmontowania układu pomiarowego oraz systemu przesyłu informacji o mierzonej wartości. W komercyjnie rozprowadzanych momentomierzach, które opatentowała firma HBM, pomiar momentu obrotowego oparto na układach tensometrycznych lub na wykorzystaniu zjawiska indukcyjności.

Znany z polskiego opisu patentowego nr 45 639 momento-przyspieszeniomierz wykorzystuje pomiar odkształceń sprężystych wałka pomiarowego, który stanowi integralną część wału napędowego. W wyniku przemieszczeń rdzenia w cewkach mierniczych następuje zmiana oporności indukcyjnej poszczególnych cewek. Znane rozwiązania momentomierzy wykorzystują odkształcenia sprężyste elementów pomiarowych i mierzą je zazwyczaj czujnikami zintegrowanymi z elementem pomiarowych.

Istotą wynalazku jest momentomierz, który składa się z wału głównego osadzonego w tulei na dwóch łożyskach kulkowych poprzecznych, gdzie wał główny związany jest z kołem łańcuchowym (10) poprzez tarczę pomiarową zamocowaną śrubami osadzoną na jednym końcu wałka skrętnego (9), natomiast drugi koniec wałka skrętnego związany jest kształtowo z wałem głównym, przy czym tarcza pomiarowa i wał główny na obwodzie mają nacięte rowki, do wytwarzania impulsów przez czujniki podczas obracania się wału.

Dzięki zastosowaniu rozwiązania według wynalazku uzyskano następujące efekty techniczno-użytkowe:

• pomiar wartości momentu obrotowego momentomierzem odbywa się bezstykowo, • zapewniono niewrażliwość układu transmisji danych na zakres prędkości obrotowych, • układ jest odporny na zakłócenia elektryczne i drgania, • pomiaru wartości momentu można dokonywać w sposób ciągły podczas pracy maszyny, • zapewniono możliwość zabudowania elementów moment omierza w normalnym wale napędowym, • zmniejszono wymaganą przestrzeń zabudowy, • uzyskano nieskomplikowaną i tanią budowę, • zaproponowana konstrukcja momentomierza umożliwia zabezpieczenie wałka pomiarowego przed przeciążeniem.

Wynalazek w przykładowym wykonaniu został zilustrowany na rysunkach, gdzie fig. 1 przedstawia uproszczony schemat maszyny aglomerującej z zabudowanym momentomierzem, fig. 2 przedstawia przekrój wzdłużny momentomierza, fig. 3 przedstawia widok tarczy pomiarowej, fig. 4 przedstawia schemat ilustrujący istotę działania momentomierza.

Momentomierz 2 (fig. 1) pracuje w sposób ciągły zabudowany w układzie napędowym maszyny aglomerującej pomiędzy silnikiem 1 a ślimakowym wałem roboczym 3. Materiał aglomerowany dostarczany jest do przestrzeni roboczej wału ślimakowego 3 poprzez zasyp lejowy 5. Cała maszyna sp oczywa na płycie fundamentowej 4.

Momentomierz 2 (fig. 2) składa się z wału głównego 7 osadzonego w tulei 6 na dwóch łożyskach kulkowych poprzecznych 13 i 14. Przemieszczenie łożyska 14 wzdłuż osi tulei 6 ograniczone jest pierścieniem osadczym 16. Moment przenoszony jest z koła łańcuchowego 10 osadzonego poprzez łożyska 15 na czopie wału 7. Przemieszczenie łożysk 15 wzdłuż osi wału 7 ograniczone jest pierścieniami osadczymi 17 i 18. Koło łańcuchowe 10 związane jest z wałem 7 poprzez tarczę pomiarową 8 i podkładkę 11 przykręconymi śrubami 19 do koła łańcuchowego 10. Tarcza pomiarowa 8 jest osadzona na jednym końcu wałka skrętnego 9. Drugi koniec wałka skrętnego 9 związany jest kształtowo z wałem głównym 7. W wyniku takiego połączenia moment przekazywany jest z koła łańcuch owego 10 na wał główny 7 przez wałek skrętny 9. Zarówno tarcza pomiarowa 8 jak i wał główny 7 na obwodzie mają nacięte rowki 21 (fig. 3), które powodują wytwarzanie impulsów przez czujniki 12 podczas obracania się wału. Regulacja odległości czujników 12 od rowków 21 realizowana jest przy uż yciu nakrętek 20. Wykrywanie i analizę impulsów wytwarzanych przez czujniki 12 podczas pracy maPL 225 808 B1 szyny realizuje układ elektroniczny niewidoczny na rysunku. Moment obrotowy przenoszony przez układ momentomierza przekazywany jest przez wałek skrętny 9. W początkowej fazie po uruchomieniu maszyny z nieobciążonym wałem napędowym układ elektroniczny rejestruje sygnały z obu czujników 12 w tym samym czasie. W trakcie rozpoczęcia procesu technologicznego, w wyniku którego następuje stopniowe - łagodne bądź gwałtowne obciążenie wałka skrętnego 9 ulega on sprężystym odkształceniom skrętnym. Odkształcenia skrętne wałka 9 powodują przesunięcie fazowe generowanych w czujnikach 12 impulsów elektrycznych. W wyniku obciążenia wałka skrętnego 9 momentem obrotowym układ elektroniczny, niewidoczny na rysunku, dzięki czujnikom 12 określa kąt skręcenia φ (fig. 4) wałka skrętnego 9. Znajomość wartości kąta skręcenia wałka skrętnego 9, przy znanych jego parametrach geometrycznych i właściwościach mechanicznych materiału, z którego jest wykonany, umożliwia oszacowanie momentu skręcającego przenoszonego przez układ napędowy. Momentomierz umożliwia również pomiar prędkości obrotowej wału napędowego.

Claims (1)

1. Momentomierz, znamienny tym, że składa się z wału głównego (7) osadzonego w tulei (6) na dwóch łożyskach kulkowych poprzecznych (13) i (14), gdzie wał główny (7) związany jest z kołem łańcuchowym (10) poprzez tarczę pomiarową (8) zamocowaną śrubami (19) osadzoną na jednym końcu wałka skrętnego (9), natomiast drugi koniec wałka skrętnego (9) związany jest kształtowo z wałem głównym (7), przy czym tarcza pomiarowa (8) i wał główny (7) na obwodzie mają nacięte rowki (21), do wytwarzania impulsów przez czujniki (12) podczas obracania się wału.