Устройство для измерения деформаций и прогибов конструкций

Устройство для измерения деформаций и прогибов конструкций

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕПЬСТВУ

Союз Сеевтскнв

Сецкалистнческик

Рвснублнк

<>741032 (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22),Заявлено 230876 (21) 2399109/25-28 (51)М. Кд.2 с присоединением заявки ¹

G 01 В 5/30

Государствеииый комитет

СССР по делам изобретеиий и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 1 5 р 6 8p. Бюллетень ¹ 2 2

Дата опубликования описания 1 806.80 (53) УДК 531.781. .2 (088.8) (72) Авторы изобретения

A М. Зуев, В.И. Литвак и В.Г. Ободзинский (7! ) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДЕФОРМАЦИЙ

И ПРОГИБОВ КОНСТРУКЦИЙ .

Изобретение относится к устройствам для автоматизации измерений деформаций, прогибов и может найти применение, например, в авиационной промышленности, при стендовых прочностных испытаниях натурных конструкций.

Известно устройство для измерения деформаций и прогибов конструкций, содержащее корпус с установленным в нем механотронным преобразователем и чувствительный элемент в виде барабана с намотанной на него струной., один конец которой закрепляется на конструкции, а на другом конце подвешен груз. На оси барабана насажен кулачок, находящийся в силовом контакте с механотроном (1).

Недостатком . устройства является невысокая помехоустойчивость и точность измерения.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для измерения деформаций и проги-25 бов конструкций, содержащее корпус с установленным в нем потенциометрическим преобразователем и чувствительный элемент в виде барабана с намотанной иа него струной, один конец которой закрепляется на конструкции, а другой укреплен на барабане (2) .

Однако такое устройство не позволяет измерять знакопеременные параметры, так как чувствительный элемент не может сделать более одного оборота. Кроме того, при рывках и ударных перегрузках, св язанных с нарушением испытательного режима, раэ рушениях конструкций может произойти поломка устройства, так как в нем не предусмотрены предохранительные элементы.

Все зти факторы снижают точность измерения.

Целью изобретения является повышение точности измерений.

Эта цель достигается тем, что устройство снабжено отсчетным механизмом, выполненным в виде мальтийско-. го креста с эластичными вкладышами, размещенными в его пазах, поводка, закрепленного на оси барабана и кинематически связанного с мальтийским крестом, шкалы чисел оборотов dapaбана, жестко закрепленной на оси мальтийского креста, и шкалы углов поворота барабана, жестко связанной с осью последнего, а также кинемати. ческой цепью, ведущее звено которор

741032 закреплено на оси барабана, а ведомое — на оси потенциометрического преобразователя.

На чертеже схематически изображено устройство для измерения деформаций и прогибов конструкций, общий вид.

Устройство для измерения деформаций и прогибов конструкций состоит из корпуса 1, в котором установлен многооборотный потенциометрический преобразователь 2, соединенный с

t0 чувствительным элементом, выполненным в виде барабана 3 с намотанной на него струной 4, один конец которой закрепляется на конструкции 5, а другой укреплен на барабане. Преобразователь 2 соединен с барабаном

3 кинематической цепью, например, зубчатыми колесами 6, 7 и фрикционной муфтой 8, Муфта 8 выполнена за одно целое с барабаном 3 и применя- 20 ется в качестве предохранительной.

Для устранения мертвого хода в зубчатой передаче на оси преобразователя ? установлено зубчатое колесо 7 с выборкой мертвого хода. Передаточное число зубчатой передачи определяется диапазоном измеряемых перемещений и деформации и конструкцией используемого потенциометрического преобразователя, в частности, рабочим числом оборотов движка преобразователя.

На оси 9 зубчатой передачи установлены барабан 3 с муфтой 8, ведущее зубчатое колесо 6 и жестко закреплена цилиндрического типа шкала 10 углов поворота барабана. По этой шкале, на которой нанесены деления, (например, в градусах или нелинейных величинах) производится отсчет угла поворота или линейного пе- 40 ремещения барабана 3. На этой же оси

9 жестко насажен поводок 11 с цевкой, который кинематически связан с мальтийским крестом 12, закрепленным на оси 13, причем к мальтийскому кресту 12 жестко крепится цилиндрического типа шкала 14 чисел оборотов барабана 3.

Число полных оборотов барабана 3 зависит от числа пазов мальтийского

Креста 12, В пазах установлены ограничители хода в виде эластичных вкладышей 15, с..мягчающих удары, возможные при работе устройства. Длина вкладышей выбирается в соответствии с необходимым углом стопорения оси 9. На шкале 14 укреплены два регулируемых кулачковых привода 16 и 17, которые своими выступами соприкасаются с приводными элементами концевых выключателей 18. Концевые выключатели 18 gg установлены в корпусе 1 рядом со шкалой 14.

Для визуального отсчета. показаний по шкалам 10 и 14 в корпусе 1 имеется окно с визиром 19. Корпус 1 у жестко крепится к штанге 20, на другом конце которой имеется основание

21 с юстировочными винтами 22, карданом 23 и реэинометаллической шайбой 24. На штанге 20 возле основания 21 крепится штепсельный разъем

25 для подключения потенциометрического преобразователя 2 к указывающему прибору (на чертеже не показан) .

Для создания натяжения струны 4 на ней подвешивается груз 26.

Устройство работает следующим образом.

Шайбу 24 жестко крепят (например, при помощи клея) к поверхности испытуемой конструкции 5, а винтами 22 выставляют штангу 20 на требуемый угол. В соответствии с программой испытаний кулачковые приводы 16 и 17 устанавливают против заданных делений шкалы 14 и жестко фиксируют. Для ограничения чисел оборотов барабана 3 и предотвращения поломок механизма при повороте мальтийского креста 12 на угол, больший заданного угла, между кулачковыми приводами 16 и 17 в пазы мальтийского креста устанавливают вкладыши 15. На барабан 3 наматывают два или три витка струны 4, один конец которой крепится к деформирующейся поверхности конструкции 5, а на другом конце подвешивается груз

26. При воздействии внешних сил объект измерения деформируется, в реэультате чего меняется расстояние между его поверхностями, струна 4 начинает перемещаться, поворачивая барабан 3 на некоторый угол, пропорциональный деформации. От барабана 3 вращение передается шкале 10 углов поворота барабана через ось 9. Вращение оси 9 передается через мальтийский крест 12 шкале 14 чисел оборотов и через зубчатые колеса 6, 7 преобразователю 2.

При вращении оси преобразователя

2 формируется измерительный сигнал, пропорциональный деформации.()тсчет угла поворота барабана 3 производят по показанию шкалы 10. После завершения одного оборота барабана 3 цевка поводка 11 вступает в зацепление с мальтийским крестом 12 (то есть входит в паз мальтийского креста) и поворачивает его на угол, определяю= щийся числом пазов этого креста. Шкала 14 также, как и мальтийский крест

12, получает прерывистое движение.

По шкале 14 и производят отсчет количества оборотов барабана 3 ° Если программой предусмотрено реверсирование, то механизм устройства позволяет обратное вращение барабана. В случае поломки испытуемой конструкции 5, неисправностях испытательного стенда или нарушениях режима испытаний вращение барабана продолжается до тех пор, пока один из кулачковых

741032 приводов 16 или 17 не воздействует на один иэ концевых выключателей 18, который включает аварийную защиту и сигнализацию.

В случае продолжения вращения барабана цевка поводка упирается во вкладыши 15 и ocb 9 стопорится, В момент стопорения оси 9 срабатывает фрикционная муфта 8, которая проскальзывает относительно этой оси, предохраняя устройство от поломки. 10

Предложенное техническое решение обеспечивает повышение точности измерений. Это обеспечивается тем, что устройство содержит связанные с общим чувствительным элементом две отсчетные системы, одна иэ которых вы1 полнена на базе потенциометра, а другая — на базе мальтийского механизма с измерителями числа оборотов и угла поворота в пределах одного оборота; при значительных деформациях испытуемой конструкции чувствительный элемент — барабан может делать более одного оборота; предохранительные элементы (эластичные вкладыши, фрикционная муфта) исключают нарушение кинематических связей и поломку устройства.

Формула изобретения

Устройство дпя измерения деформаций и прогибов конструкций, содержа- $p

ЦНИИПИ Заказ 3186/39

Тираж 801 Подписное

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная,4 щее корпус с установленным в нем потенциометрическим преобразователем и чувствительный элемент в виде барабана с намотанной на него струной, один конец которой закрепляется на конструкции, а другой укреплен иа барабане, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений, оно снабжено отсчетным механизмом, выполненным в виде мальтийского креста с эластичными вкладышами, размещенными в его пазах, поводка, закрепленного на оси барабана и кинематически связанного с мальтийским крестом, шкалы чисел оборотов барабана, жестко закрепленной на оси мальтийского креста, и шкалы углов поворота барабана, жестко связанной с осью последнего, а также кинематической цепью, ведущее звено которой закреплено на оси барабана, а ведомое — на оси потенциометрического преобразователя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 386231, кл. G 01 В 5/30, 1971.

2. Агейкин Д. И. и др. Датчики контроля и регулирования,, M., Машиностроение, 1965, с. 34 (прототип) .