Динамометр для измерения усилий на модели гребного винта

Динамометр для измерения усилий на модели гребного винта

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ДИНАМОМЕТР ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УСИЛИЙ НА МОДЕЛИ ГРЕБНОГО ВИНТА, содержащий корпус, измеритель суммарного изгибающего момента и соединенный с ним измеритель упора и изгибающего момента на лопасти гре ного винта .отличающийс я тем, что,, с целью обеспечения .одновременного измерения упора и изгибающего момента на отдельной .К1 лопасти и изгибающих моментов на винте в целом, а также скручивающего момента относительно оси поворота лопасти, корпус динамометра выполнен из двух соединенных между собой по плоскости диска винта частей , причем в одной из частей расположен измеритель суммарного изгибающего момента, а внутри корпуса между его частями установлен упругий чувствительный элемент в виде цилиндрического стаканл, заключенного между двумя фланцами, которых жестко соединен с корпусом, а другой - с одной из лопастей гребного винта, при этом внутри упомянутого стакана концентрично ему встроен стержень, один конец которого жестко связан с фланцем указанного стакана, жестко соединенным с корпусом , а другой конец стержня шарнирно соединен с фланцем лопасти гребного винта.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ

К АВТОРСИОМЪ(СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3474598/27-11 (22) 22.07.82 (46) 15.11.83. Бюл. Р 42 (72) О.Н.Беззубик, В.И.Соколов и В.С.Шпаков (53) 531.781(088.8) (56) 1. Журнал "Schiff und H fen", Heft 5, 1965, 21 Jahrgang с. 359360.

2. Авторское свидетельство СССР

N 360566, кл. Gi 01 L 1/04, 1972 (прототип) . (54) (57) ДИНАМОМЕТР ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

УСИЛИЙ HA МОДЕЛИ ГРЕБНОГО ВИНТА, содержащий корпус, измеритель суммарного изгибающего момента и соединенный с ним измеритель упора и изгибающего момента на лопасти гребного винта, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что., с целью обеспечения ,одновременного измерения упора и изгибающего момента на отдельной

„„SU„„1054690 (50 С, 01 1/04; В 63 B 9/02 лопасти и изгибающих моментов на винте в целом, а также скручивающего момента относительно оси поворота лопасти, корпус динамометра выполнен из двух соединенных между собой по плоскости диска винта частей, причем в одной из частей расположен измеритель суммарного изгибающего момента, а внутри корпуса между его частями установлен упругий чувствительный элемент в виде цилиндрического стакана, заключенного между двумя фланцами, один из которых жестко соединен с корпусом, а другой - с одной из лопастей гребного винта, при этом внутри упомянутого стакана концентрично ему встрбен стержень, один конец которого жестко связан с фланцем указанного стакана, жестко соединенным с корпусом, а другой конец стержня шарнирно соединен с фланцем лопасти гребного винта.

Ю

30

1 1

Изобретение относится к измерительной технике, в частности, к устройствам для определения гидродинамических, центробежных и инерци.онных усилий, возникающих на лопастях модели гребного винта при его работе.

Известно устройство для экспериментального определения усилий, возникающих на лопастях гребного винта регулируемого шага, выполненное в виде цилиндрического стакана, встроенного в ступицу гребного винта и оснащенное измерительными преобразователями, расположенными на наружной поверхности этого стакана в двух сечениях 1 3.

Недостатком такого устройства является низкая точность определения . упора, вычисляемого по разности двух близких по значению величин изгибающего момента, а также невоз" можность измерения скручивающего момента на лопасти и изгибающего момента на винте в целом.

Известен динамометр для измере" ния усилий на модели гребного винта, содержащий корпус, измеритель суммарного изгибающего момента и соединенный с ним измеритель упора и изгибающего момента на лопасти гребного винта.

Однако известный динамометр не позволяет осуществлять измерение скручивающего момента на лопасти гребного винта.

Цель изобретения - обеспечение одновременного измерения упора и изгибающего момента на отдельной лопасти и изгибающих моментов на винте в целом, а также скручивающего момента относительно оси поворота лопасти.

Указанная цель достигается тем, что в„ динамометре для измерения усилий на модели гребного:винта, содержащем корпус, измеритель суммарного изгибающего момента и соединенный с ним измеритель упора и изгибающего момента на лопасти гребного винта, корпус динамометра выполнен из двух соединенных между собой по плоскости диска винта частей, причем в одной из частей расположен измеритель суммарного изгибающего момента, а внутри корпуса между его частями установлен упругий чувствительный элемент в виде цилиндрического стакана, заключенно054690 3 го между двумя фланцами, один из которых жестко соединен с корпусом, а другбй - с одной иэ лопастей гребного винта, при этом внутри упомянутого стакана концентрично ему встроен стержень, один конец которого жестко связан с фланцем указанного стакана, жестко соединенным с корпусом, а другой конец стержня шарнирно соединен с фланцем лопасти гребного винта.

На фиг.1 показан динамометр,разрез, вид сбоку; на фиг.2 - сече- йие А-А на фиг.1 по осям лопастей на фиг.3 - сечение В-Б на фиг.1,(no осям стяжных болтов J.

Динамометр содержит измеритель

1 суммарного изгибающего момента на винте, корпус, выполненный из двух частей 2 и 3, цилиндрический стана Р

4 измерителя сил на отдельной лопасти с фланцами 5 и 6, оснащенный электрическими преобразователями 7, стержень 8 с шарниром 9 и тензорезисторами 10. Разъемные половины корпуса динамометра закрепляются стяжными болтами 11, фиксируя лопасти 12. Цилиндрический стакан закреплен в корпусе динамометра винтами 13. Измерительная лопасть 14 закреплена на цилиндрическом стакане винтами 15 с помощью двух половин разрезной шай бы 46. Стержеяь 8 одним концом жестко связан а фланцем 5 с помощью винта

17 и, шайбы 18 . Штифт 19 и паз 20 в основании стержня включают его закручивание при закреплении в; стакане

Другой конец стержня удерживается в стакане силами трения между ним .,и конуснои головкои 21. Выводы от тензорезисторов через отверстия 22 подведены к штепсельному разъему 23.

С корпусом динамометра соединен обтекатель 24.

Сборка динамометра и закрепление лопастей производится следующим обра-. зом.

В корпусе 2 -жестко закрепляют двумя винтами 13 стакан 4 с предварительно закрепленным в нем стержнем R., 50 Вставляют в отверстия корпуса лопасти

12, m с помощью винтов 11 предвари". тельно скрепляют части корпуса 2 и

3. Часть комля лопасти 12, перекры-. вающей, винты 13, выполнена разрезной

55 (на фиг,1 эти детали не показаны ).

Устанавливают другие два винта 13 в часть корпуса 3. После разворота лопастей 12 на заданный шаг оконча".

1 3 10 тельно стягивают части корпуса 2 и

3 и затягивают два винта 13 в части корпуса 3. Закрепляют снятую часть комля лопасти 12, перекрывающую винты 13. Устанавливают во Фланце 6 лопасть 14 и закрепляют ее с помощью винтов 15 и разрезной шайбы 18.

Динамометр работает следующим образом.

Силы, действующие на исследуемую лопасть 14, представляющие собой слоеную нагрузку, деформируют ста кан 4 и стержень 8. При этом нор- мальные силы (вес лопасти, центробежная сила ) воспринимаются жестким в осевом направлении стаканом.

Скручиваюшие и изгибающие моменты, действующие на лопасть 14, деформируют стакан 4, на наружной поверхности которого наклеены тенэорезисторы 7 вдоль образующей стака.- на и под углом 45 к ней. Из тензоре;. эисторев, закрепленных под углом 45, образован измерительный мост момента скручивания лопасти. Иэ тензорезисторов, закрепленных вдоль образующей стакана, составлен измерительный мост изгибающего момента лопасти. Независимое измерение изгибающего момента и момента скручивания лопасти осуществляется благодаря пространственной ориентации тензореэисторов по соответствующим осям главных напряжений от этих нагрузок и схеме их включения в измерительный мост..

Деформации скручивания практически не передаются на стержень 8, :размещенный внутри стакана,так как величина касательных напряжений скручивания является линейной функg469O 4 цией радиуса :и, соедовательно, на стержне малоГо радиуса касательные напряжения весьма малы. Незначительные остаточные напряжения скручивания стержня снимаются благодаря шарниру 9.

Упор лопасти, направленный поперек оси стакана 4, деформирует стакан и стержень 8. Тензореэисторы.10 пре1О образуют эху деформацию в пропорциональный ей электрический сигнал.

Изгибающий момент лопасти не передается на стержень, а полностью воспринимается стенками стакана 4.

При деформации стакана, обусловленной изгибающим лопасть 14 моментом, лопасть разворачивается вокруг шарнира 9, деформируя стержень 8. Таким образом, измерение упора лопасти

zp производится беэ вредного влияния скручивающего и изгибающего моментов.

Для изменения шага винта снимают обтекатель 24, отдают винты 11 и раз25 ворачивают лопасти 12 до определенного угла в соответствии с разметкой, выполненной на комле лопастей.

Для перестановки лопастей 14 снимают ее комель, отдают винты 15, прижима3р ю щие разрезную шайбу 16, и разворачивают лопасть. После этого закрепляют перечисленные детали в обратном порядке.

Использование предлагаемого ди35 намометра обеспечивает одновремен, ное измерение упора и изгибающего момента на отдельной лопасти, изгибающих моментов на винте в целом, а также скручивающего момента отно40 сительно оси поворота лопасти, что дает сокращение времени проведения испытаний модели гребного винта.

1054690

11 Я

Составитель Л.Лихтеров

Редактор К.Волощук Техред О.Неце

Корректор М. Шароши

Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 9092/47 Тираж 873

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская.наб., д. 4/5