理论教育 浮动转矩计:结构设计与优化

浮动转矩计:结构设计与优化

时间:2023-06-17 理论教育 版权反馈
【摘要】:在转矩计轴的两端配上联轴节与被测试设备等连接起来使整个转矩计处于浮动状态。我们自行设计制造的转矩计外形尺寸见表11-6。当转矩计转速较高时,电刷和滑环之间的接触可设计成活动式的,即只有当测量数据时使电刷与滑环接触。

浮动转矩计:结构设计与优化

图11-9所示为转矩计的结构图,在轴上粘贴四个电阻R1R2R3R4搭成全桥引出四根导线1′、2′、3′、4′,分别焊在四只滑环5上,再从电刷引出四根导线1′、2′、3′、4′接到应变仪器桥路上。件4是分别衬垫各滑环之间的绝缘材料。两只滚动轴承3是用来支承两只轴承座的。轴承座用螺栓7拉紧组成一体。电刷支架6固定在轴承座上。电刷11的结构是在弹簧铜皮上焊上一块ST石墨电刷。在转矩计轴的两端配上联轴节与被测试设备等连接起来使整个转矩计处于浮动状态。再在拉紧螺栓7上用一绳子与地基固定,使电刷支架不能随轴转动,这样安装好以后即可使用。我们自行设计制造的转矩计外形尺寸见表11-6。

贴全桥电阻丝片处扭力轴之直径可按下列原则设计:具有较高的灵敏度;足够的强度。一般扭力轴之材料可取45钢或40Cr(经过调质热处理)在额定转矩T作用下许用[τ]取在90~100MPa左右,此时在应变仪上的读数约在2000με。粘贴电阻丝片之直径d(见图11-10)可按下列公式求出:

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当[τ]=90~100MPa时,扭力轴直径为

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式中 T——额定转矩(N·m)。

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图11-9 转矩计的结构图

1—轴 2—轴承盖 3—滚动轴承 4—绝缘材料 5—滑环 6—电刷支架 7—螺栓 8—导线 9—电阻片 10—轴套 11—电刷(www.daowen.com)

表11-6 转矩计外形尺寸

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(续)

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粘贴电阻丝片处扭力轴的长度为(1~1.5)d,扭力轴其他各段处之直径不应小于所求d值。在结构许可的条件下应尽量减小滑环之外直径,以减小其线速度,滑环材料可取铜合金、黄铜、银或碳钢等,表面粗糙度可取Ra3.2~0.4μm。电刷材料可用铜石墨或银石墨。滑环与电刷之间的压力一般可取在0.1~0.2N/mm2左右。在此种压力下,转速达2000r/min,圆周线速度约6m/s,集电器使用情况仍然良好。当转矩计转速较高(例如10000r/min以上)时,电刷和滑环之间的接触可设计成活动式的,即只有当测量数据时使电刷与滑环接触。这样可以减少电刷与滑环之间接触表面之磨损。另外,在高速情况下必须考虑扭力计本身及安装后的动平衡问题。

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图11-10 扭力轴

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