Датчик усилия
Иллюстрации
Реферат
О П И С А Н И Е 34390!
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик
Зависимое от авт. свидетельства №
М. Кл. В 64с 19/00
G 011 1/16
Заявлено 19.Х11.1970 (№ 1601176/40-23) с присоединением заявки №
Приоритет
Опубликовано 07. т 1!.1972. Бюллетень ¹ 21
Дата опубликования описания 20.VII.1972
Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров
СССР
УДК 629.7.054.03 (088.8) Авторы изобретечия
Я. А. Бекиров, А. Н. Жук и К. Ф. Лацоев
Заявитель
ДАТЧИК УСИЛИЯ
Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для измерения усилий, например, в проводке электрогидравлической системы управления самолета или пилотажного стенда.
Известен датчик усилия, состоящий из корпуса, силового упругого элемента, упругого чувствительного элемента и индукционного преобразователя поворотного типа, вращение которого осуществляется фасонной пружиной, воспринимающей измеряемое усилие.
Цель изобретения — обеспечение сменности силового упругого элемента в широком диапазоне жесткостей при одном и том же максимальном рабочем усилии и при сохранении чувствительности датчика.
Это достигается тем, что в предложенном датчике силовой упругий элемент выполнен в виде дифференциальной цилиндрической пружины с прямоугольным сечением витков и их встречной навивкой. Крайние концы пружины закреплены во внешней втулке, внутри которой расположен плавающий стакан, соединенный при помощи согласующей пружины с упругим чувствительным элементом, причем середина пружины силового упругого элемента присоединена к плаваюшему стакану.
На чертеже изображена конструкция датчика усилия.
В корпусе 1 датчика вмонтированы статоры 2 и роторы 8 индукционного преобразователя поворотного типа, опорные подшипники
4 и втулка 5 роторов. Втулка 5 жестко соеди5 иена со средней частью упругого чувствительного элемента, выполненного в виде фасонной пружины б с противоположно скрученными концами и натянутого дополнительной цилиндрической пружиной 7 сжатия.
10 Силовой упругий элемент состоит из цельноточеной дифференциальной цилиндрической пружины 8 с прямоугольным сечением витков и их встречной навивкой и связан с упругим чувствительным элементом б на15 конечником 9, согласующей пружины 10 и резьбовой пробки 11. Крайние концы пружины 8 жестко соединены с внешней втулкой 12 посредством штифтов 13. Средняя часть ее, выполненная в виде замкнутого кольца, сог2о динена штифтами-упорами 14 с плавающим стаканом 15.
Штифты-упоры 14 вместе с окнами во внешней втулке 12 образуют ограничитель предельной деформации силового упругого эле25 мента.
Силовой упругий элемент сочленен с преобразователем резьбовым соединением, которое фиксируется тарельчатыми пружинами 1б.
Выходные обмотки преобразователя подклю3п чены к логическим усилителям 17 электрогид343901
10
3 равлической системы управления самолета.
Датчик снабжен серьгами 18 для крепления его в проводке управления самолета.
Датчик работает следующим образом, При действии на датчик внешней, например, растягивающей силы плавающий стакан
15 перемещается вправо, увлекая за собой через штифты-упоры 14 среднюю часть силовой пружины, при этом правые витки ее сжимаются, а левые растягиваются, и усилие передается корпусу 1 преобразователя с одной стороны через резьбовый фланец пружины непосредственно, а с другой — через внешнюю втулку 12.
При действии силы выше расчетной ход Х штифтов-упоров 14 огр аничен окнами во внешней втулке 12 и для пружин различной жесткости это значение Х определяется и задается максимально действующим усилием.
Одновременно с плавающим стаканом 15 перемещается резьбовая пробка 11, которая ослабляет сжатие согласующей пружины 10 и соответственно пружины 7. При этом на фасонную пружину 6 действует большее растягивающее усилие (по сравнению с первоначальным состоянием) и средняя часть ее поворачивается на некоторый угол. На этот же угол поворачивается втулка 5 и связанные с ней роторы 8 индукционного преобразователя.
На выходе обмоток статоров 2 появляется э.д.с,, пропорциональная углу поворота роторов и, следовательно, действующему усилию на датчик. С выхода преобразователей сигналы подаются на входы логических усилителей 17, включенных в контур системы управления с трехкратным резервированием.
Так как при настройке контура системы управления необходимо подбирать датчики различной жесткости, в предлагаемом датчике силовой упругий элемент легко снимается.
Для этого предусмотрено резьбовое соедииение с преобразователем, с помощью которого силовой элемент навинчен на резьбовую шейку корпуса 1 датчика до упора и для стабилизации соединения он подпружинен тарельчатыми пружинами.
Для сохранения расчетной чувствительности в комплект силового чувствительного элемента включена согласующая пружина N подобранная для каждой силовой пружины 8 отдельно, Кроме того, пружина 10 выполняег роль компенсатора температурных деформаций при изменении теплового воздействия на датчик.
Предмет изобретения
Датчик усилия, содержащий корпус, с размещенным в нем индукционным преобразователем, упругий чувствительный элемент, выполненный в виде фасонной пружины, и силовой упругий элемент, отличающийся тем, что, с целью уменьшения габаритов, повышения надежности и обеспечения сменности силового упругого элемента заданной жесткости, в нем корпус преобразователя соединен с подпружиненным силовым упругим элементом, выполненным в виде дифференциальной цилиндрической пружины с прямоугольным сечением витков и их встречной навивкой, концы которой закреплены во внешней втулке, а во внутренней полости ее расположен плавающий стакан, соединенный посредством резьбовой втулки и согласующей пружины с упругим чувствительным элементом, причем середина пружины силового упругого элемента в виде замкнутого кольца присоединена к плавающему стакану штифтами-упорами, образующими вместе с окнами, выполненными во внешней втулке, ограничитель предельной силы.
343901
tJnvm f7
Составитель М, Шумилина
Техред 3. Тараненко
Редактор T. Рыбалова
Корректор Л Орлов»
Типография, пр. Сапунова, 2
Заказ 2274/7 Изд. № 974 Тираж 406 Подписное
ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР
Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5