Силовая рама шестикомпонентного градуировочного стенда

Силовая рама шестикомпонентного градуировочного стенда

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СИЛОВАЯ РАМА ШЕСТИКОМПОНЕНТНОГО ГРАДУИРОВОЧНОГО СТЕНДА, содержащая две стойки и основание, выполненное в виде двух взаимно перпендикулярных балок, закрепленных двумя шарнкрами на опорной плоскости , и соединенное с первой стойкой , а такке задатчики усилий для связи силовой ра1.1ы и градуируемого динс1мометра, отличающаяс я тем, что, с целью повышения точности градуировки, в нее введены второе основание, нейтрашьная плоскость которого совпадает с нейтральной плоскостью первого основания, - и четыре шарнира, при этом второе основание состоит из двух взаимно перпендикулярных балок, соединено с второй стойкой и закреплено на первом основании тремя шарнирами, центры вращения которых расположены в нейтральной плоскости оснований , причем один из шарниров расположен на вертикальной силовой оси , стенда, а два. других - на верти§ кальных осях стоек в координатных плоскостях стенда, второе основание (Л связано с опорной плоскостью шарниром , расположенным под второй стойкой , при этом все шарнирны, соединенные с опорной плоскостью, расположены в точках соединения оснований ел со 4; 05

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19} (11}

M51} 0 01 (25 OC

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (А

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H ABT0PCH0MY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21 ) 3446953/18- 10 (22) 31. 05.82 (46) 83. Бюл.945 (72) Н.П. Левицкий, С.В. Орлов и Г.Н. Иванов (53) 531-781(088.8)

56 1. Поуп A., Гойи К. Аэродинамические трубы больших скоростей. М., "Мир", 1968, ) 7.10, с.282, 2. Авторское свидетельство СССР по заявке }} 3274494/18-10, 25.02.82 (прототип1 .. (54) (57) СИЛОВАЯ РА}4А ШЕСТ}1КО}4ПОНЕНТНОГО ГРАДУИРОВОЧНОГО СТЕНДА, содержащая две стойки и основание, выполненное в виде двух взаимно перпендикулярных балок, закрепленных двумя шарнирами на опорной плоскости, и соединенное с первой стойкой, а также задатчики усилий для связи силовой рамы и градуируемого динамометра, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повыаения точности градуировки, в нее введены второе основание, нейтральная плоскость которого совпадает с нейтральной плоскостью первого основания,— и четыре шарнира, при этом второе основание состоит из двух взаимно перпендикулярных балок, соединено с второй стойкой и закреплено на первом основании тремя шарнирами, центры вращения которых расположены в нейтральной плоскости оснований, причем один из шарниров расположен на вертикальной силовой оси стенда, а два других — на вертикальных осях стоек в координатных плоскостях стенда, второе основание связано с опорной плоскостью шарниром, расположенным под второй стойкой, при этом все шарнирны, соединенные с опорной плоскостью, расположены в точках соединения оснований, 1059460

Изобретение относится к силоизмерительяой технике и может быть использовано в градуировочных стендах.

Известна рама градуировочного стенда на нагрузки 10-100 кг, содержащая жесткую металлоконструкцию, на которой закреплен поворотный механизм с градуируемым динамометром(ф

Недостатком является то, что для обеспечения .требуемой точности градуировки эта рама должна иметь .большую жесткость во всех направлениях.

С увеличением нагрузок растут габариты рамы и увеличивается металлоемкость, 15

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является рама шестикомпонентного градуировочного стенда, содержащая основание, выполненное в виде двух взаимно . у) перпендикулярных балок, закрепленных шарнирами на опорной плоскости, и связанных с двумя вертикальными стойками . (21 .

Однако указанная ра;ла не обеспечивает достаточной точности задания сил при нагрузках 10 т и выше, так как система координат стенда (линий приложения сил) базируется на раме, деформирующейся под их 30 действием.

Цель изобретения - повышение точности градуировки.

Поставленная цель достигается тем, что в силовую раму шестикомпо- 35 нентного градуировочного стенда, содержащую две стойки и основание, выполненное в виде двух взаимно перпен дикулярных балок, закрепленных двумя шарнирами на опорной плоскости, и gp соединенное с первой, стойкой, а также задатчики усилий для связи силовой рамы и градуируемого динамометра, введены второе основание, нейтральная плоскость. которого совпадает с нейтральной плоскостью первого основания, и четыре шарнира, при этом второе основание состоит иэ двух взаимно перпендикулярных балок, соединено с второй стойкой и закреплено на первом основании тремя шар.нирами, центры вращения которых расположены в нейтральной плоскости оснований, причем один из шарниров расположен на вертикальной силовой оси стенда, а два других — на верти- 55 кальных осях стоек в координатных плоскостях стенда, второе основание связано с опорной плоскостью шарниром, расположенным под второй стойкой, при этом все шарниры, соединен- ф) ные с опоенной плоскостью, расположены в точках соединения оснований.

На чертеже показана силовая рама вместе с шестикомпонентным градуировочным стендом.

Рама состоит из первого основания, выполненного в виде 2-х взаимно перпендикулярных балок 1 и 2, соединенных Г-образно. К свободному концу балки 1 присоединена вертикальная стойка 3 ° Основание прикреплено к опорной плоскости двумя упругими шарнирами 4 и 5, причем шарнир 4 расположен под вертикальной осью стойки 3, шарнир 5 имеет своей осью симметрии вертикальную ось б системы координат стенда. При этом центры вращения шарниров 4 и 5 лежат в вертикальной плоскости системы координат стенда на линии пересечения с нейтральной плоскостью оснований. На чертеже шарниры условно показаны ниже линии пересечения.

Свободный конец балки 2 связан с балкой 7 второго основания, распо ложенного вокруг первого основания, упругим шарниром 8, центр вращения которого находится на общей нейтральной оси 9 балок 2 и 7. При этом центры вращения шарйиров 8 и 5 лежат в другой вертикальной плоскости системы координат стенда. Балка 7 второго основания соединена с балкой 10, расположенной вокруг балки 1, шарнирами 11 и 12, расположенными на общей нейтральной оси 13 балок 1 и 10 в точках расположения шарниров 4 и 5.

На чертеже шарнир 12 условно смещен от вертикальной оси. Общие нейтральные оси обоих оснований 9 и 13 пересекаются в точке, расположенной на вертикальной оси б системы координат стенда. Плоскость, в которой расположены оси 9 и 13, будет общей нейтральной плоскостью первого и второго оснований.

Балка 7 соединена с вертикальной стойкой 14 и закреплена на опорной плоскости шарниром 15, расположенным под вертикальной осью стойки 14. Шарнир 15 и шарнир 8 лежат в одной точке. На раме размещается шестикомпонентный градуировочный стенд. Градуи- руемый динамометр 16 своим основанием закреплен в поворотной раме 17. Передний конец динамометра 16 установ-, лен в градуировочном приспособлении

18, с которым связаны шарнирами задатчики 19 силы и момента, расположенные попарно в координатных плоскостях . стенда и шарнирно соединенные с балкой 20, связанной двумя шарнирами со стойками 3 и 14 и с балкой 1 ° С эти- . ми же стойками и балками (шарнирно) соединены домкраты 21, которые другим свои л кснцом шарнирно соединены с поворотной рамой 17. Положение градуировочного приспособления в пространстве контролируется шестью датчиками

22 положения.

При градуировке динамометра 16 к нему прикладываются известные силы

1059460

Составитель В. Годзиковский

Редактор Ю. Середа Техред Д.Пилипенко Корректор А, Повх

Заказ 9820/47, Тираж 873 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. ужгород, ул. Проектная, 4 и моменты посредством задатчиков 19.

Это вызывает деформацию динамометра и перемещение.в пространстве приспое собления 18. Датчики 22 положения фиксируют это отклонение и выдают коман- 5 ду на привод домкратов 21. Последние перемещают поворотную раму 17 . вместе с основанием динамометра до тех пор, пока приспособление 18 не вернется в прежнее положение.

Точность градуировки определяется взаимной перпендикулярностью и параллельностью цепочек задатчиков

19 силы и момента, т.е. перпендикулярностью и параллельностью воображаемых линий, проходящих через шарни-1з ры, соединяющие задатчики 19 с приспособлением 18 и балками 20. Направления задаваемых .сил должны совпадать с системой координат стенда, а плоскости задаваемых моментных,ф пар †; с координатными плоскостями стенда.

Постоянное положение в простран-. стве приспособления 18, слЕдовательно, и группы шарниров задатчиков, связанных с нигл, контролируется и поддерживается датчиками 22 положения.

Постоянное положение в пространстве шарниров, расположенных на 30 нейтральной оси балок 20,обеспечивается тем, что балки шарнирно закреплены на раме стенда. Деформации, возникаюйгие в балках от действия задаваемых сил, не.передаются -на раму.

Однако при действии вертикальных сил и моментов отклонение поворотной рамы 17 вызовет наклон доглкратов 21 и образование осевой составляющей и перпендикулярной к ней го- 4О ризонтальной составлякгщей от силы, развиваемой домкратом. Осевая составляющая через шарниры будет передана иа балку 1, стойку 3, балку

20 и замкнется через горизонтальные домкраты 21 на поворотной раме

17. Осевая составляющая, равная

2-5% от задаваемой силы, изгибает стойку 3 в направлении оси весов.

Но эта деформация не вызывает вер- 50 тикального смещения шарниров горизонтальной балки 20, закрепленной на стойке 3 так как изменение вер1 тикального расстояния от шарнира 4 до шарниров горизонтальной балки 20 пропорционально косинусу угла меж-, ду вертикальной осью, проходящей через шарнир 4 и .перемещаншимся шарниром горизонтальной балки 20, с вершиной в шарнире 4, т.е. этим можно пренебречь. Такой изгиб стойки 3 вызовет изгиб балки 1, кручение балки 2 и изгиб шарниров 8,11 и 12.

При этом на второе основание (балки

7 и 10) и стойку 14 эти деформации не передаются, поэтому положение в пространстве стойки 14 не изменится. Стойка 14 деформации от изгиба стойки 3 испытывать не будет. Другая горизонтальная составляющая наклона вертикальных домкратов через балку 2 и шарнир 8 будет пере- дана иа стойку 14 и далее через балку 20 и домкраты 21 также эаглкнется на поворотНой раме 17. Эта составляющая ие выэовет перемещения шарниров по высоте, а изгиб стойки

14 также не вызовет поворота стойки 3, так как второе основание (балки 7 и 10) шарнирно связано с первым основанием.

Составляющие силы от наклона горизонтальных домкратов при их нагружении будут на порядок меньше составляющей вертикальной сылы, так как эти силы сами меньше примерно на по-, рядок. Деформации от этих составляющих также будут небольшие. Влияние вертикальных составляющих будет воспринято шарнирами 4,5 и 15. Влияние горизонтальных составляющих, которые на порядок меньше вертикальных, уменьшается увеличением жесткости стоек и оснований в этом направлении.

Трчность градуировки повышается за счет постоянного положения в пространстве шарниров эадатчиков сил и моментов, закрепленных на балках

20, на линиях задания сил и моментов, параллельных осям координат стенда, и шарнирной развязкой вертикальных стоек через основания.