Устройство для измерения усилий

Устройство для измерения усилий

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Оп ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (11) 551522 (61) Дополнительное к авт..свид-ву (22) Заявлено24.12.75 (21) 2303581/10 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано25.03.77.Бюллетень № 11 (4б) Дата опубликования описания30.05.77 (51) М. Кл.е

G 01 L 1/22

Гасударственный комитет

Совета Министров СССР по делам изааретений и открытий (53) УДК 531.781. (088.8) В. P. Санто, E. В. Шкварников, В. А. Годзиковский и И. И. Лифанов (72) Авторы изобретения

Научно-исследовательский и конструкторский институт испытательных машин, приборов и средств измерения масс (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УСИЛИЯ

Изобретение относится к силоизмерительной технике и может использоваться для измерения усилия, действующего на ось, например, тележки подъемного крана, железнодорожного вагона. 5

Известные устройства для измерения усилия на ось, выполненные в виде диска со ступицей, связанной с контуром диска чувствительным элементом, вставленным в зазор между ступицей и контуром диска (lj )0

12), P3 I 4j

Однако известные устройства не обеспечивают требуемую точность измерения, особенно в динамике, вследствие наличия размыкающихся стыков в цепочке передачи силы И на чувствительный элемент.

Известны также устройства для измерения усилия, действующего на ось тележки подъемного крана, содержащие у. ругий элемент в виде диска со ступицей, связанной направля- 20 юшими пластинами с контуром диска, и чувствительный элемент, выполненный в виде магнитоупругого датчика (5).

Однако они также не обеспечивают требуемую точность измерения из-за чувствитель- 25 ности магнитоупругого датчика к эксцентриситетам силы и наличия стыков между ним, ступицей и контуром диска. При небольших перекосах оси будет возникать значительная дополнительная погрешность.

Цель изобретения — повышение точности измерения усилия, действующего на ось, при наличии перекосов оси и динамических помех.

Это достигается тем, что в устройстве, содержащем упругий элемент в виде диска со ступицей, связанной направляющими пластинами с контуром диска, и чувствительный элемент, последний выполнен в виде двух двутавровых балок, полки которых параллельны оси, при этом внутренние концы балок жестко связаны с силопередающим стержнем, расположенным перпендикулярно оси и жестко соединенным со ступицей, а наружные концы балок жестко связаны с контуром диска, на опорной поверхности которого выполнена разгружаюшая выемка, плоскость которой перпендикулярна силопередаюшему стержню, причем тензорезисторы размещены на стенках

551522 о балок подуглом 40-50 к оси силопередающего стержня.

На фиг. 1 изображено предлагаемое уст. ройство для измерения усилия, общий вид; на фиг. 2 — разрез А-А на фиг. 1, вид

5 сверху; на фиг. 3 — разрез Б-Б на фиг. 1, вид сбоку.

Устройство содержит упругий элемент в виде диска 1 со ступицей 2, к которой приложено измеряемое усилие "Р", направляющие пластины 3, связывающие ступицу 2 с контуром диска 1, силопередающей стержень

4, жестко связанный со ступицей 2, и чувствительный элемент 5, выполненный в виде двух двутавровых балок 6, на стенках кото- р рых взаимно перпендикулярно друг другу и о под углом 40-50 к оси силопередаюшего стержня 4 расположены тензорезисторы 7, 8, 9 и 10. Внутренние концы 11 двутавровых балок 6 жестко соединены с силопере- 20 дающим стержнем 4, а наружные концы 12 жестко связаны с внутренним контуром диска 1. На опорной поверхности диска выполнена разгружающая выемка 13.

Устройство работает следующим образом.

Под действием измеряемого усилия "P" ступица 2 перемешается вниз и передает усилие через силопередающий стержень 4 30 на чувствительный элемент 5, причем в стенках балок 6 возникают сдвиговые касательные напряжения, преобразуемые тензорезисторами 7, 8, 9 и 10 в электрический сигнал, пропорциональный измеряемому усилию Зб

"P". Тензорезисторы 7 и 10 растягиваются, а 8 и 9 сжимаются, т. е. все тензорезисторы являются активными. В случае возникновения перекоса измеряемого усилия на ось к чувствительному элементу прикладыва- о ется помимо измеряемой силы "Р" паразитный изгибающий момент, но так как в балках двутаврового сечения момент сопротивления кручения очень велик, а эпюра паразитных напряжений от момента проходит че- + рез ноль в середине стенки, где размещены тензорезисторы, влияние перекоса измеряемого усилия на показания практическими устранено.

Предлагаемое устройство позволяет повы сить точность измерения усилия, действующего на ось,например, тележки подъемного крана, железнодорожного вагона, повысить надежность силоизмерительной системы в целом.

Формула изобретения

Устройство для измерения усилия, действующего на ось, например, тележки подъемного крана, содержащее упругий элемент в виде диска со ступицей, связанной направляющими пластинами с контуром диска, и чувствительный элемент, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, в нем чувствительный элемент выполнен в виде двух двутавровых балок, полки которых параллельны оси, при этом внутренние концы балок жестко связаны с силопередающим стержнем, расположенным перпендикулярно оси и жестко соединенным со ступицей, а наружные концы балок связаны с контуром диска, на опорной поверхности которого выполнена разгружающая выемка, плоскость которой перпендикулярна силопередающему стержню, причем тензорезисторы размещены на стенках о балок под углом 40 50 к оси силопередающего стержня.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Патент США № 3358500,класс

73-141, опублик. 24.05.65, 2. Авторское свидетельство СССР №231 175, М. Кл. G 01 1 1/12, 17. 03. 67.

3. Авторское свидетельство СССР № 282708, М. Кл. С(01 6 1/22, 1 1.02.6 9.

4. Авторское свидетельство СССР № 409093, М, Кл 5 01 1/22, 16.09.7 1, 5. Каталог фирмы ASEA Швеция"Catalogue

УМ21-ЧЕ", выкладка 01.08.72. (прототип).

551522

Составитель М. Базовкин

Редактор Л. Гребенникова Техред И. Асталош Корректор А. Власенко

Заказ 115/21 Тираж 1 052 Подписное

0НИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

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