Способ и устройство для измерения нагрузки в соединении

1. Способ измерения нагрузки в соединении между первым, ведущим валом (1) и вторым, ведомым валом (2), соединенными посредством муфты (3), соединенной как с первым валом (1), так и со вторым валом (2) при помощи по меньшей мере одного упругого соединительного элемента (5, 6), присоединенного к указанной муфте (3) и к указанному первому валу (1) и/или второму валу (2), причем способ включает выполняемый в процессе работы валов (1, 2) этап измерения изменения расстояния относительно исходного расстояния между первым фланцем (31) муфты и вторым фланцем (61) упругого соединительного элемента (5, 6) и этап использования данного измеренного изменения расстояния для расчета нагрузки.
2. Способ по п. 1, в котором нагрузку рассчитывают как линейную функцию измеренного расстояния, причем, предпочтительно, обозначив нагрузку как F, а измеренное изменение расстояния относительно исходного расстояния, как X, нагрузку рассчитывают по формуле F=К*Х, где К - коэффициент, равный осевой жесткости упругого соединительного элемента, если для присоединения муфты (3) к одному из первого, ведущего вала (1) и второго, ведомого вала (2) используют один соединительный элемент, и равный сумме осевых жесткостей всех упругих соединительных элементов, если для присоединения муфты (3) к одному из первого, ведущего вала (1) и второго, ведомого вала (2) используют более одного соединительного элемента.
3. Способ по п. 1 или 2, в котором этап измерения выполняют бесконтактным способом относительно первого и второго фланцев (31, 61), предпочтительно посредством датчиков (71, 72) вихревых токов.
4. Способ по п. 3, в котором этап бесконтактного измерения выполняют по меньшей мере с помощью измерения расстояния между первым фланцем (31) и первой точкой (73) измерения и с помощью измерения расстояния между вторым фланцем (61) и второй точкой (74) измерения.
5. Способ по любому из пп. 1-4, в котором этап измерения выполняют по меньшей мере на двух разных измерительных участках (7', 7'') первого и второго фланцев (31, 61), причем два указанные измерительные участка, предпочтительно, расположены с противоположных сторон муфты (3), еще более предпочтительно, отстоят на 180° друг от друга относительно центральной оси (38) вращения муфты (3).
6. Способ по любому из пп. 1-5, в котором этап измерения выполняют посредством по меньшей мере одной измерительной станции (7', 7''), при этом также выполняют этап охлаждения по меньшей мере указанной измерительной станции (7', 7''), предпочтительно, посредством воздушного потока, направленного к измерительным датчикам, причем температура воздушного потока ниже температуры измерительной станции.
7. Устройство (100) для измерения нагрузки в соединении между первым, ведущим валом (1) и вторым, ведомым валом (2), соединенными посредством муфты (3), соединенной как с первым валом (1), так и со вторым валом (2) при помощи по меньшей мере одного упругого соединительного элемента (5, 6), присоединенного к указанной муфте (3) и к указанному первому валу (1) и/или второму валу (2), при этом упругий соединительный элемент (5, 6) содержит по меньшей мере один эластичный элемент (52, 62), предпочтительно, множество собранных в пакет эластичных дисков, причем эластичный элемент (52, 62) упругого соединительного элемента (5, 6) соединен как с муфтой (3), так и одним из первого или второго вала (1, 2) для передачи крутящего момента между обоими валами, причем устройство (100) содержит:
первый фланец (31) муфты (3), и
второй фланец (61) упругого соединительного элемента (5, 6), при этом второй фланец (51, 61) соединен с эластичным элементом (52, 62), и
по меньшей мере одну измерительную станцию (7', 7'') для измерения изменения расстояния относительно исходного расстояния между первым и вторым фланцами.
8. Устройство (100) по п. 7, в котором второй фланец является фланцем (61) упругого соединительного элемента (6), соединенного со вторым, ведомым валом (2).
9. Устройство (100) по п. 7 или 8, в котором измерительная станция (7', 7'') содержит по меньшей мере один датчик (71, 72) для измерения изменения расстояния относительно исходного расстояния между первым и вторым фланцем, предпочтительно, датчик вихревых токов.
10. Устройство (100) по п. 9, в котором измерительная станция (7', 7'') содержит по меньшей мере два датчика (71, 72), каждый из которых имеет один измерительный наконечник, при этом измерительный наконечник каждого датчика (71, 72) обращен к одному из первого фланца (31) и второго фланца (61) для измерения расстояния между каждым измерительным наконечником и соответствующим первым фланцем (31) и вторым фланцем (61).
11. Устройство (100) по любому из пп. 7-10, содержащее две измерительные станции (7', 7''), каждая из которых расположена на соответствующем измерительном участке первого и второго фланцев (31, 61), при этом, предпочтительно, две измерительные станции (7', 7'') расположены с противоположных сторон муфты (3), еще более предпочтительно, отстоят на 180° друг от друга относительно центральной оси (38) вращения указанной муфты.
12. Устройство (100) по п. 11, в котором две измерительные станции (7', 7'') расположены на противоположных сторонах муфты (3), еще более предпочтительно, отстоят на 180° друг от друга относительно центральной оси (38) вращения указанной муфты.
13. Устройство (100) по любому из пп. 8-12, в котором измерительная станция (7', 7'') также содержит опору (9) для поддержки указанного по меньшей мере одного датчика (71, 72), и устройство охлаждения для охлаждения опоры (9) и/или указанного по меньшей мере одного датчика (71, 72), при этом
устройство охлаждения, предпочтительно, содержит по меньшей мере один воздуховод (11, 12) для направления воздушного потока к указанной опоре (9) и/или к указанному по меньшей мере одному датчику (71, 72).
14. Устройство (100) по любому из предшествующих пунктов, в котором опора (9) содержит по меньшей мере один температурный датчик (15, 16, 17, 18) для каждого датчика (71, 72), предпочтительно, два температурных датчика (15, 16; 17, 18) для каждого датчика (71, 72), еще более предпочтительно пару температурных датчиков (15, 16; 17, 18) для каждого датчика (71, 72), причем температурные датчики из указанной пары расположены с противоположных сторон соответствующего датчика (71, 72).