Устройство для измерения нагрузокпри испытаниях конструкций

Устройство для измерения нагрузокпри испытаниях конструкций

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

P2) Лвторы изобретения

В.Г. Ободзинский и А.Н. Зенталь (71) Заввнтель (54) УСТРОЙСТВО ДПЯ ИЗМЕРЕНИЯ НАГРУЗОК

PPH NCIIhlTAHHHX КОНСТРУКЦИИ

Изобретение относится к области измерения нагрузок и может применяться в авиационной промышленности при проведении прочностных испытаний самолетных конструкций.

Характерной особенностью прочностных испытаний авиационных конструкций на долговечность (усталостные испытания) является широкий диапазон прикладываемых к конструкции нагрузок, который лежит в пределах 0,1-100 тс и более по амплитуде и

0,1 — 10 Гц и более по частоте.

Известно устройство для измерения усилий, содержащее упругий элемент с тензорезисторами, соединенными по мостовой схеме, регистрирующий прибор и источник питания )1j.

Недостатком устройства является невозможность использования его при динамических испытаниях, когда час-. тота прикладываемой нагрузки повышена.

Наиболее близким к изобретению по технич ской сущности является устройство для измерения нагрузок при испытаниях конструкций, содержащее датчик нагрузки, включенный в цепь первого входа усилителя, в цепь второго входа которого включен

2 реохорд, реверсивный электродвигатель, обмотка возбуждения которого включена в выходную цепь усилителя, каретку со стрелкой, которая механически связана с подвижным контактом реохорда (2).

К недостаткам этого устройства относится неширокий частотный диапазон измеряемых динамических нагру1О зок, который является следствием ограниченных возможностей по быстродействию исполнительного реверсивного электродвигателя, с осью которого связан движок реохорда и каf5 ретка со стрелкой, что приводит к снижению точности измерения.

Цель изобретения — повышение точности устройства.

Эта цель достигается тем, что в

2О устройство для измерения нагрузок при испытаниях конструкций, содержащее датчик нагрузки, подключенный к первому входу усилителя, ко второму входу которого подключен реохорд, g5 реверсивный двигатель, соединенный с выходом усилителя, каретку со стрелкой, механически связанную с подвижным контактом реохорда, введены муфты прямого и обратного хода, gg два вала и два редуктора с разными

796670

t0

Формула изобретения

65 коэффициентами редукции, которые установлены соответственно между двумя муфтами прямого хода и двумя муфтами обратного хода, первые муфты прямого и обратного хода установлены на первом валу, механически связанном с реверсивным двигателем, вторые муфты прямого и обратного хода установлены на втором валу, соединенном с подвижным контактом реохорда.

Такое выполнение устройства позволяет замедлить отработку исполнительным электродвигателем измеряемого сигнала одного из направлений, например убывающего, тем самым сокращается ход для исполнительного электромеханизма при отработке измеряемого сигнала другого направления возрастающего, так как диапазон хода электромеханизма постоянен и ограничивается шкалой компенсатора.

Таким образом, при обработке измеряемого сигнала, имеющего возрастающую и ниспадающую ветви, электромеханизм и связанная с ним каретка со стрелкой всегда проходят большой путь в одном .направлении, например при возрастающем нагружении, чем в другом, что и обуславливает через некоторое число замеренных импульсов действительное амплитудное значение контролируемого параметра, в связи с чем повышается точность измерения.

На чертеже представлена кинематическая схема устройства.

Устройство для измерения нагрузок при испытаниях конструкций содержит датчик 1 нагрузки, усилитель

2, реверсивный двигатель 3, первые муфты прямого 4 и обратного 5 хода, установленные на первом валу 6, редукторы 7 и 8 с разными коэффициентами редукции, вторые муфты прямого

9 и обратного 10 хода, установленные на втором валу 11, реохорд 12, каретку 13 со стрелкой.

Устройство работает следующим образом.

Поступающий с датчика 1 нагрузки сигнал усиливается усилителем 2 и подается на реверсивный двигатель 3.

его ротор приходит во вращение и в зависимости от знака измеряемого сигнала, будет вращать подвижной контакт реохорда 12, а вместе с ним и каретку 13 со стрелкой в ту или другую сторону. При замере сигнала повышаемой частоты и„ например, вращении ротора реверсивного двигателем 3 в прямом направлении (что соответствует нарастающей ветви сигнала) через первую муфту 4 прямого хода, редуктор 7 и вторую муфту 9 прямого хода, подвижной контакт реохорда 12:.оворачивается с некоторой скоростью в сторону, уравновешивая схемы. Поскольку быстродействие системы компенсации, включающей реверсивный двигатель 3, редуктор 7 и каретку 13 со стрелкой не обеспечивает слежение за частотой изменяющегося сигнала, то.в этом прямом направлении стрелка по шкале проходит только некоторый путь. При убывании сигнала в работу включаются муфты 5 и 10 обратного хода и соответственно редуктор 8, а так как редуктор 8 имеет больший коэффициент редукции, то стрелка по шкале также пройдет некоторый путь, однако меньший, чем при прямом ходе. При обработке следующего импульса стрелка еще ближе приблизится к положению,. соответствующему амплитудному значению измеряемого параметра. Таким образом, после подачи на вход усилителя 2 с датчика

1 нагрузки некоторого числа импульсов амплитудное значение этого сигнала отрабатывается электродвигателем в режиме слежения.

В дальнейшем устройство работает в режиме слежения за этим амплитудным значением, при этом колебание стрелки будет тем меньше, чем выше высота измеряемого сигнала.

При использовании данного устройства для измерения нагрузок при испытании конструкций на вибрацию с достаточной частотой точность повышается в несколько раз, что и определяет экономический эффект от внедрения изобретения.

Устройство для измерения. нагрузок при испытаниях конструкций, содержащее датчик нагрузки, подключенный к первому входу усилителя, ко второму входу которого подключен реохорд, реверсивный двигатель, соединенный с выходом усилителя, каретку со стрелкой, механически связанную с подвижным контактом реохорда, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности устройства, в него введены муфты прямого и обратного хода, два вала и два редуктора с разными коэффициентами редукции, которые установлены соответственно между двумя муфтами прямого хода и двумя муфтами обратного хода, первые муфты прямого и обратного хода установлены на первом валу, кинематически связанном с реверсивным двигателем, вторые. муфты прямого и обратного хода установлены на втором валу, соединенным с подвижным контактом реохорда.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 323676, G 01 L 1/22, 1970.

2. Сервезнов h.Н. Измерения при испытаниях авиационных конструкций на прочность. М., "Машиностроение", 1976, с. 167 (прототип).

Составитель Г. Усачев

Техред Н. Бабурка Корректор О,Ковйнская

Редактор П,Бабич

Закаэ 9760/59 Тираж 916 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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