Устройство для измерения момента, изгибающего консольно закрепленный вал

Патент 567942

Авторы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОПИСАН ИтЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ ( (tt) 567942 (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено24.11,75 (21) 2191325/28 с присоединением заявки № (23) Приоритет. (43) Опубликовано 05.08.77,Бюллетень № 28 (45) Дата опубликования описания 22е08.77 (5t) М. Кл. тт 01IIB 7Л6

Уа 01 Ь,ЗЛ0

Гвоудоротвенныв ноинтет

Совета Мнннотроо СССР ао делам нзооретеннй н отнрытнй (53) УДК 531.781.2 (088.8) (72) Авторы изобретения

B. И. Гонюков, B. Ф. Клименко, А. Г. Лымарь и Ю. B. Чудутов

Всесоюзный науяно. исследовательский; и проектно-конструкторский институт редукторостроения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МОМЕНТА, ИЗГИБАЮЩЕГО

КОНСОЛЬНО ЗАКРЕПЛЕННЬЗЙ ВАЛ

Изобретение относится к технике изме рения механических напряжений, и дефор маний. Оно предназначено дли измерения изгибающих моментов, возникаюпптх в деталях машин, например в валах, и может б использоваться в процессе стендовых ис пытаний механических соединительных муфт, для определения их способности компенси ! ровать изгибающие моменты.

Известно устройство для измерения момента, иэгибаюшего KOHcolIbHo закрепленный стержень. Оно содержит тенэорезисторы, наклеиваемые в. одном из поперечных сечений стержня, в точках, лежаших в плоскости изгиба. Тензорезисторы включены в емежиые плечи места (1);

Недостатком такого устройства является его восприимчивость Не только к действию изтибаюших моментов, но и к поперечным силам, которые при испытаниях часто являются неизмеряемыми величинами.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для измерения момента, изгибающего консольно закрепленный вал. О о содержит два рабочих тензорезистора, наклеиваемых на вал в двух поперечных сечениях в пло кости изгиба по одну сторону оси вала, первый в удаленном, второй - в ближнем сечении от свободного конца вала, а также два компенсационных тензорезистора, каждый из которых соединен со своим рабочим тензореэистором в полумостовую схему.(23.

Однако цри использовании подобного устройства исключение влияния поперечной силы H& результаты измерения изгибаюшего момента производят расчетным путем, т. е. вычислением .поправок к результатам измер ния фактических значений момента, полу,ченных от каждого из двух рабочих тензорезисторов в двух сечениях вала. Такая обработка занимает много времени, задер живает ход испытания и оценку результатов..

Пель изобретения - повышение точности измерений путем исключения вычисления поправок на влияние неизмеряемых сил.

Это достигается тем, что устройство снабжено третьим рабочим тензорезистором, наклеиваемым на вал диаметрально противоHO:1o2KHO ВТоро TeHGOpeBHCTopg,,1 BKIUG IeHHb1M в одно из плеч полумоста последовательно с первым тензорезистором, второй рабочий тенэорезистор включен последовательно с компенсационным тензорезистором в другое 5 плечо полумоста, а расстояние от свободного конца вала до первого тензорезистора выбрано вдвое большим расстояния от свободного конца вала до второго тенэорезистора. 10

На фиг. 1 изображено описываемое уст*ройство, схематическое изображение; на фиг. 2 - электрическая схема.

Устройство содержит три рабочих тенэореэисторя 1, 2 и 3 и компенсационный теиэорезистор 4 (фиг. 2). Тензорезисторы

1 и 3 соединены последовательно и образуют одно из плеч полумоста. Другое пле чо полумоста образуют тенэорезисторы 2 и 4, которые также соединены последовательно.

Устройство работает следующим образом.

На испытуемый консольно закрепленный вел 5 в двух его поперечных сечениях, в точках, лежащих в плоскости изгиба, наклеи

1 веют рабочие тензореэисторы: тензорезис..тор 1 - в удаленном от конца вала, а тенэореэисторы 2-3 - в ближнем к концу

ЗО вала сечении,симметрично относительно оси вала. Полумост подключают ко вторич ной аппаратуре.

При одновременном воздействии на вал измеряемого изгибающего момента и неиэ= меряемой силы, приложенной на конце вала

35 в известной точке, изменение сопротивления всех тензорезисторов нропорционально сумме изгибающего момента и момента, создаваемого неизмеряемой силой

4О 84=K(Mèç+P 8 еЗ = (м„+ е >

6R,= =K (N»+p-g )

45 где ей„,ьй2,6 и > - приращения сопротивления тензореэисторов 1, 2 и 3;

1 - коэффициент тенэочувствительноо ти, М„- измеряемый изгибающий момент1

Р - неизмеряемая сила, 1

?q1 62 расстояния от т очки приложения силы Р до с .-1ений с тензорезисторами.

Поскольк„тензорезисторы 1 и 3 включены последовательно и образуют одно из плеч полумоста, а расстояние 1: равно базовому 02 - 3<, то приращение сопротивления плеча окажется равным: бО

Электрический сигнал, получаемый от мостовой схемы, пропорционален разности иэменений сопротивлений плеч: аЯ -лВ вЂ” ьЗ = М

2 1 5 из

В результате этого достигается автоматическая компенсация неизмеряемой силы.

Использование изобретения при 1 стендовых испытаниях компенсирующих свойств мсханические муфт, для измерения изгибающих моментов, возникающих на соединяемых муфтами валах, позволяет ускорить проведение испытаний за счет исключения обработки результатов измерений, необходимой для исключения влияния неизмеряемых сил.

Кроме того, экономятся трудозатраты на обработку результатов измерений, а также уменьшаются повторные эксперименты, поскольку появляется возможность сразу вести визуальный контроль правильности процесса измерения по осциллографу,без предварительной обработки результатов.

Формула изобретения

Устройство для измерения момента, и гибаюшего консольно закрепленный вал, содержащее два рабочих тензореэистора, наклеиваемых на вал в двух поперечных сечениях в плоскости изгиба по одну стс рону от оси вала, первый - в удаленном, второй - в ближнем сечении от свободного конца вала, и компенсационные тензорезис-. торы„ включенные в полумост с рабочими, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений путем исключения вычислений поправок на влияние неизмеряемых сил, оно снабжено третьим рабочим тензорезистором, наклеиваемым на вал диаметрально противоположно второ му тензореэистору, включенным в одно из плеч полумоста последовательно с первым тензорезистором, второй рабочий тенэорезистор включен последовательно с компенсационным тензореэистором в другое weчо полумоста, е расстояние от свободного конца вала. до первого .тензорезистора выбрано вдвое большим расстояния от свободного конца вала до второго тензорезис тора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1 . В. Эрлер, Л. Вальтер. Электрические измерения неэлектрических величин полупроводниковыми тензореэисторами. М., "Мир", 1974, с. 96, табл. 5. 1 °

2. Справочник конструктора сельскохо-. зяйственных мешин. Под ред. Л. В. Красниченко, т. 1, М., Машгиз, 1960, С. 73. (прототип).

567 942

glP

- ив»

Составитель Ю. Востриков

Редактор Г. Кузьмина Техред! М. Левилкая Корректор ц. Небола Заказ 2726!29 Тираж 907 Подписное

ЦНИИПИ 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