Устройство для индикации поворота вала

Устройство для индикации поворота вала

Реферат

Изобретение относится к области автоматики, а именно к приспособлениям для указания и регистрации положения вращающихся элементов.

При испытаниях на одновременное воздействие квазистатической нагрузки и углового перемещения в некоторых случаях необходимо иметь подтверждение факта поворота штока клапана при заданной нагрузке (например, подтверждение поворота штока клапана при инерционном нагружении).

Известен указатель положения клапана, с помощью которого определяют, открыт клапан или закрыт (см. патент Великобритании №2254128, МПК5 F 16 K 37/00, опубл. 30.09.92), который имеет корпус, разъемно взаимодействующий с корпусом клапана, например газового клапана. В корпусе расположена поворотная втулка с прикрепленным к ней с помощью резьбы указателем. Наружная поверхность корпуса снабжена надписями, характеризующими положение клапана. Поворот штока клапана вызывает поворот втулки, приводящий к продольному перемещению указателя, установленного на уровне соответствующей надписи на наружной поверхности корпуса.

Известно устройство для индикации угла поворота вала (см. а.с. СССР №440093, МПК 2 G 01 B 5/24, опубл. 05.02.79. Бюл. №5), содержащее корпус, на котором расположены два концентрических диска с внутренним зубчатым зацеплением и шкалами, внутренний диск, жестко связанный с валом и через шестерню с внешним диском, рычажно-кулачковый тормоз для фиксации внутреннего диска и узел предотвращения поворота устройства, два сменных фиксатора, размещенных в гнездах по числу делений шкалы внешнего диска, расположенных на корпусе равномерно по окружности, концентрично шкале внешнего диска, причем внешний диск выполнен с кольцевой канавкой и перегородкой. Данное устройство выбрано в качестве прототипа.

Однако известные устройства не позволяют одновременно производить индикацию (регистрацию) поворота вала и уровня инерционной нагрузки. Данные ситуации возникают при работе или испытаниях сложных механических систем, когда необходимо быть уверенным, что поворот вала произошел и произошел при заданном уровне инерционной нагрузки.

Изобретение направлено на создание устройства, позволяющего одновременно фиксировать факт поворота вала (указывать его положение, состояние), а также направление и уровень инерционной нагрузки.

Поставленная задача решается заявляемым устройством для индикации поворота вала.

Устройство для индикации поворота вала содержит соосно расположенные корпус с осевым отверстием, поворачиваемую деталь, соединенную с валом, фиксатор ее исходного положения, узел предотвращения поворота устройства, элементы индикации, размещенные в корпусе.

От прототипа заявляемое устройство отличается тем, что в верхней части корпуса выполнен горизонтальный паз, сообщающийся с его осевым отверстием, внутри горизонтального паза размещены элементы индикации, выполненные в виде подпружиненных перпендикулярно продольной оси корпуса инерционных элементов. Поворачиваемая деталь выполнена в виде перемещаемого внутри осевого отверстия корпуса заостренного на конце поршня со штоком, выполненным с возможностью образования при соединении с валом плоскостной кинематической пары. Поверхность осевого отверстия корпуса со стороны его основания снабжена цилиндрическим выступом, относительно которого подпружинен поршень поворачиваемой детали, фиксатор ее исходного положения выполнен в виде соответственно расположенных дополнительного выступа на поверхности осевого отверстия корпуса и паза на наружной поверхности поршня, выполненного с возможностью обеспечения перемещения поршня в направлении горизонтального паза корпуса после поворота вала, при этом длина поворачиваемой детали выбрана из условия обеспечения фиксации конечного положения инерционных элементов заостренным концом поршня после поворота вала. На верхней торцевой поверхности корпуса выполнена горизонтальная выемка, сообщающаяся с горизонтальным пазом корпуса, предназначенная для визуального наблюдения за положением инерционных элементов и заостренного конца поршня.

Выполнение поворачиваемой детали в виде перемещаемого внутри осевого отверстия корпуса заостренного на конце поршня со штоком, выполненным с возможностью образования при соединении с валом плоскостной кинематической пары, снабжение поверхности осевого отверстия корпуса со стороны его основания цилиндрическим выступом, относительно которого подпружинен поршень поворачиваемой детали, выполнение фиксатора ее исходного положения в виде соответственно расположенных дополнительного выступа на поверхности осевого отверстия корпуса и паза на наружной поверхности поршня, выполненного с возможностью обеспечения перемещения поршня в направлении горизонтального паза корпуса после поворота вала, позволяет фиксировать факт поворота вала.

Выполнение в верхней части корпуса горизонтального паза, сообщающегося с его осевым отверстием, размещение внутри горизонтального паза элементов индикации, выполненных в виде подпружиненных перпендикулярно продольной оси корпуса инерционных элементов, а поворачиваемой детали в виде перемещаемого внутри осевого отверстия корпуса заостренного на конце поршня со штоком, выполненным с возможностью образования при соединении с валом плоскостной кинематической пары, снабжение поверхности осевого отверстия корпуса со стороны его основания цилиндрическим выступом, относительно которого подпружинен поршень поворачиваемой детали, выполнение фиксатора ее исходного положения в виде соответственно расположенных дополнительного выступа на поверхности осевого отверстия корпуса и паза на наружной поверхности поршня, выполненного с возможностью обеспечения перемещения поршня в направлении горизонтального паза корпуса после поворота вала, выбор при этом длины поворачиваемой детали из условия обеспечения фиксации конечного положения инерционных элементов заостренным концом поршня после поворота вала, выполнение на верхней торцевой поверхности корпуса горизонтальной выемки, сообщающейся с горизонтальным пазом корпуса, предназначенной для визуального наблюдения за положением инерционных элементов и заостренного конца поршня, позволяет определить направление и уровень инерционной нагрузки.

Использование всей совокупности признаков позволяет одновременно фиксировать (указывать положение, состояние) факт поворота вала (по положению заостренного конца поршня) и при этом определять направление и уровень инерционной нагрузки, ее наличие, визуально наблюдая за положением инерционных элементов и заостренного конца поршня.

На чертеже схематично показан разрез устройства.

Устройство для индикации поворота вала содержит соосно расположенные корпус 1 с осевым отверстием, поворачиваемую деталь 3, соединенную с валом 4.

В верхней части корпуса 1 выполнен горизонтальный паз 5, сообщающийся с его осевым отверстием 2, внутри горизонтального паза 5 размещены элементы индикации, выполненные в виде подпружиненных при помощи пружин 21 перпендикулярно продольной оси корпуса 1 инерционных элементов 6, выполненных в данном примере в виде шаров (могут быть выполнены в виде кубиков или др. формы). Горизонтальный паз 5 заглушен снаружи пробками 22.

Поворачиваемая деталь 3 выполнена в виде перемещаемого внутри осевого отверстия корпуса 2 заостренного на конце поршня 7 со штоком 8, выполненным с возможностью образования при соединении с валом 4 плоскостной кинематической пары. В данном примере выполнения поршень 7 и шток 8 выполнены полыми для уменьшения материалоемкости устройства.

Поверхность осевого отверстия 2 корпуса 1 со стороны его основания снабжена цилиндрическим выступом 9, относительно которого посредством пружины 10 подпружинен поршень 7 поворачиваемой детали 3.

Фиксатор исходного положения поворачиваемой детали 3 выполнен в виде соответственно расположенных дополнительного выступа 11 на поверхности осевого отверстия 2 корпуса 1 и паза 12 на наружной боковой поверхности поршня 7, выполненного с возможностью обеспечения перемещения поршня в направлении горизонтального паза 5 корпуса 1 после поворота вала 4. Дополнительный выступ 11 на поверхности осевого отверстия 2 корпуса 1 может быть выполнен в виде выступающего из выполненного на боковой поверхности корпуса 1 устройства сквозного паза 13 конца винта 14.

Длина поворачиваемой детали 3 выбрана из условия обеспечения фиксации конечного положения инерционных элементов 6 заостренным концом поршня 7 после поворота вала 4. На верхней торцевой поверхности корпуса 1 выполнена горизонтальная выемка 15, сообщающаяся с горизонтальным пазом 5 корпуса, предназначенная для визуального наблюдения за положением инерционных элементов 6 и заостренного конца поршня 7. От поворота в данном примере выполнения устройство предохраняют болты 16.

Устройство работает следующим образом. Корпус устройства для индикации поворота вала закрепляют на корпусе 17 испытываемого объекта при помощи крепежных винтов 16, собирают плоскостную кинематическую пару, в данном примере выполнения плоский выступ штока 8 поворачиваемой детали 3 вставляют в соответственно выполненный паз 19 вала 4, в данном случае вала 4 двигателя 20 внутри корпуса 17 объекта испытания (т.е. вал расположен внутри корпуса 17 объекта испытания, он не виден снаружи корпуса 17).

При нагружении всей конструкции перегрузками в перпендикулярном направлении относительно продольной оси устройства для индикации поворота вала происходит горизонтальное смещение шариков 6 в сторону действия перегрузки.

При повороте вала 4 (при включении двигателя 20) происходит поворот штока 8 поворачиваемой детали 3. В результате дополнительный выступ 11 на поверхности осевого отверстия 2 корпуса 1 перемещается вдоль паза 12, который выполнен соответственно выступу 11 на наружной боковой поверхности поршня 7. Под действием пружины 10 поршень 7 перемещается в направлении горизонтального паза 5 корпуса 1 происходит фиксация конечного положения инерционных элементов 6 заостренным концом поршня 7.

В выполненную на верхней торцевой поверхности корпуса 1 горизонтальную выемку 15, сообщающуюся с горизонтальным пазом 5, производят визуальное наблюдение за положением инерционных элементов 6 и заостренного конца поршня 7.

Конечное положение элементов устройства остается без изменения и после снятия приложенной нагрузки. В исходное положение устройство для индикации поворота вала приводят после его отсоединения от корпуса 17 объекта испытания.

Таким образом, заявляемое устройство позволяет фиксировать (указывать положение, состояние) факт поворота вала (по положению заостренного конца поршня) и при этом определять направление и уровень инерционной нагрузки, ее наличие, визуально наблюдая за положением инерционных элементов и заостренного конца поршня.

Устройство для индикации поворота вала, содержащее соосно расположенные корпус с осевым отверстием, поворачиваемую деталь, соединенную с валом, фиксатор ее исходного положения, узел предотвращения поворота устройства, элементы индикации, размещенные в корпусе, отличающееся тем, что в верхней части корпуса выполнен горизонтальный паз, сообщающийся с его осевым отверстием, внутри горизонтального паза размещены элементы индикации, выполненные в виде подпружиненных перпендикулярно продольной оси корпуса инерционных элементов, поворачиваемая деталь выполнена в виде перемещаемого внутри осевого отверстия корпуса заостренного на конце поршня со штоком, выполненным с возможностью образования при соединении с валом плоскостной кинематической пары, поверхность осевого отверстия корпуса со стороны его основания снабжена цилиндрическим выступом, относительно которого подпружинен поршень поворачиваемой детали, фиксатор ее исходного положения выполнен в виде соответственно расположенных дополнительного выступа на поверхности осевого отверстия корпуса и паза на наружной поверхности поршня, выполненного с возможностью обеспечения перемещения поршня в направлении горизонтального паза корпуса после поворота вала, при этом длина поворачиваемой детали выбрана из условия обеспечения фиксации конечного положения инерционных элементов заостренным концом поршня после поворота вала, на верхней торцевой поверхности корпуса выполнена горизонтальная выемка, сообщающаяся с горизонтальным пазом корпуса, предназначенная для визуального наблюдения за положением инерционных элементов и заостренного конца поршня.