Датчик измерения усилий, действующих на модель гребного винта

Датчик измерения усилий, действующих на модель гребного винта

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАН-И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и1 588476

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 02,08.76 (21) 2393240/18-10 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет (43) Опубликовано 15.01.78. Бюллетень ¹ 2 (45) Дата опубликования описания 10.02.78 (51) М. Кл г G 011 5/16

Государственнык комитет

Совета Министров СССР ло лапам изобретений и открытий (53) УДК 531.781(088.8) (72) Автор изобретения и (71) заявитель

О. Н. Беззубик (54) ДАТЧИК ИЗМЕРЕНИЯ УСИЛИЙ, ДЕЙСТВУЮЩИХ

НА МОДЕЛЬ ГРЕБНОГО ВИНТА

Изобретение относится к области силоизмерительной техники. Датчик может быть использован, например, в аэро- и гидродинамических лабораториях.

Известны датчики для измерения усилий, измеряющие суммарные силовые нагрузки, возникающие при работе гребного винта (1 — 4).

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому датчику является датчик для измерения усилий, содержащий два силовоспринимающих элемента, измеритель сил упора с тензорезисторами, выполненный в виде двух изогнутых плоских пружин, и измеритель изгибающего момента с тензорезисторами, связанный через упругие шарниры содним силовоспринимающим элементом, прикрепленным к ступице лопастей гребного винта и соединенным через упругий шарнир с другим силовоспринимающим элементом, связанным с гребным валом (5).

Известные датчики не обеспечивают требуемой точности измерения упора и момента лопасти и возможности измерения окружной силы.

Целью изобретения является повышение точности измерения упора и изгибающего момента лопасти и обеспечение возможности измерения окружной силы. Это достигается в предлагаемом датчике для измерения усилий, содержащем два силовоспринимающих элемента, измеритель силы упора и измеритель изгибающего момента с тензорезисторами, связанный через упругие шарниры с одним

5 силовоспринимаюшим элементом, прикрепленным к ступице лопастей гребного винта и соединенным через упругий шарнир с другим силовоспринимающим элементом, связанным с гребным валом, тем, что измеритель силы

10 упора в нем выполнен в виде упругих параллельных балочек квадратного поперечного сечения, расположенных перпендикулярно оси вращения гребного винта и жестко прикрепленных одними концами к второму силовос15 принимающему элементу, а другими концами к гребному валу.

На фиг. 1 изображена кинематическая схема датчика с силами и моментом, действующими на лопасть гребного винта; на фнг. 2— тот же датчик, продольный разрез; на фиг. 3 показано сечение А — А на фиг. 2.

Датчик содерхкит гребной вал 1, на котором смонтированы силовоспринимающий элемент 2, связанный через упругие шарниры 3 с

25 измерителем 4 изгибающего момента (М.„) с тензорезисторами 5 и прикрепленный к ступице б лопастей 7, и силовоспринимающий элемент 8, соединенный через упругий шарнир 9 с силовоспринимающнм элементом 2 и жест30 ко прикрепленный к измерителю 4 изгибаю3 щего момента и к измерителю окружной (Рон) силы и силы упора (P ) с тензорези; сторами 10 (моста окружной силы) и 11 (моста упора), выполненному в виде упругих параллельных балочек 12 и 13 квадратного поперечного сечения, расположенных перпендикулярно оси 14 (см. фиг. 2) вращения гребного винта. Причем концы 15, 16 и 17 упругих балочек 12 и 13 жестко прикреплены к силовоспринимающему элементу 8, а концы

18, 19 и 20 этих балочек жестко прикреплены к внутренней площадке 21 гребного вала 1.

В процессе измерения нагрузок на лопасти

7 все силы и моменты, направленные вдоль лопасти в плоскости вращения, воспринимаются балочками 12 и 13, вызывая их растяжение — сжатие. Ввиду большой жесткости их в этом направлении продольные деформации практически отсутствуют и не сказываются на работе датчика.

Сила упора (Р„) вызывает изгиб балочек

12 и 13 в плоскости чертежа. Эти деформации преобразуются тензорезисторами 11 в пропорциональный (Р„) электрический сигнал. Изгибающий момент полностью воспринимается периферийными балочками 12, исключая влияние его на результат измерения упора Р лопасти 7.

Окружная (P, ) сила вызывает изгиб балочек 12 и 13 в плоскости, перпендикулярной плоскости чертежа. Эта деформация преобразуется тензорезисторами 10 в электрический сигнал, Силы Рл и Р„не вызывают деформацию измерителя 4, так как происходит параллельное смещение на одинаковую величину силовоспринимающих элементов 2 и 8.

Изгибающий момент (М.,) вызывает поворот силовоспринимающего элемента 2 вокруг шарнира 9, прогибая измеритель 4. Этот про588476 гиб преобразуется тензорезисторами 5 в пропорциональный М., электрический сигнал.

Предлагаемая конструкция позволяет повысить точность одновременного раздельного из5 мерения силы упора, окружной силы и изгибающего момента лопасти.

Формула изобретения

Датчик измерения усилий, действующих на

10 модель гребного винта, содержащий два си ловоспринимающих элемента, измеритель силы упора и измеритель изгибающего момента с тензорезисторами, связанный через упругие шарниры с одним силовоспринимающим эле15 ментом, прикрепленным к ступице лопастей гребного винта и соединенным через упругий шарнир с другим силовоспринимающим элементом, связанным с гребным валом, отл ич а ю шийся тем, что, с целью повышения

20 точности измерения упора и изгибающего момента лопасти и обеспечения возможности измерения окружной силы, в нем измеритель силы упора выполнен в виде упругих параллельных балочек квадратного поперечного се25 чения, расположенных перпендикулярно оси вращения гребного винта и жестко прикрепленных одними концами к второму силовоспринимающему элементу, а другими концами к гребному валу.

30 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 214159, кл. G 011 5/16, 1966.

2. Авторское свидетельство СССР М 216327, кл. G 01L 5/16, 1967.

3. Авторское свидетельство СССР № 360566, кл, G 01L 1/04, 1971.

4. Авторское свидетельство СССР №386302, кл. G 011 5/16, 1971.

40 5. Авторское свидетельство СССР №216992, кл, G 014 5/13, 1967.

58847G

l

l (1

1 фиг 2

Составитель At. Базовкин

Редактор Т. Юрчикова

Техред А. Камышникова

Корректоры: Е. Мохова и А. Степанова

Заказ 2990/3 Изд. № 135 Тираж 1109 Подписное

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2