Устройство для измерения моментов тренияскольжения и радиальных усилий b силовыхцилиндрических шарнирах

Устройство для измерения моментов тренияскольжения и радиальных усилий b силовыхцилиндрических шарнирах

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<11>838432

© tI",, « г

К АВТОРСКРМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 100579 (21) 2764191/18-10 с присоединением заявкмйо (23) Приоритет

Опубликовано 150681 Бюллетень М 22

Дата опубликования описания 150681 5 < i(„з

0 01 1/04

Государственный комитет.

СССР по делам изобретений и открытий (53) >4< 5З1.781 (088.8) (72) Авторы изобретения

С,В.Ковалевский, Е.A.Ñòåïàíîâ и Г.M.Áåçêðîâíûé

Всесоюзный научно-исследовательский институтсоляной промышленности (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МОМЕНТОВ ТРЕНИЯ

СКОЛЬЖЕНИЯ И РАДИАЛЬНЫХ УСИЛИЙ В СИЛОВЫХ

ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ШАРНИРАХ

Изобретение относится к силоиэмерительной технике.

Известен датчик для измерения усилий .натяжения цилиндрических шарниров пластинчатовтулочной: цепи, выполненный в виде полого вала, на наружной поверхности которого наклеены оабочие тенэодатчики сопротивления, а на внутренней компенсационные,причем наружная поверхность вала выполнена бочкообразной со снятой лыской (1) .

Недостатком данного датчика является невозможность измерения вращаю.щейся радиальной нагрузки.

Наиболее близким к изобретению является регистрирующее устройство для измерения усилий и моментов, действующих на вращающуюся деталь, и содержащее соосно расположенные втулки, контактирующие с подвижным и неподвижным звеньями шарнира, скрепленные болтовым соединением с датчиками деформаций 12) .

Однако недостаточная точность измерений обусловлена тем, что регистрация деформаций изгиба и кручения осуществляется с помощью одних и тех же элементов.

Цель изобретения — повышение точности измерений °

Указанная цель достигается тем, что втулки расположены аксиально и выполнены с коническими центрирузощими торцами, а болтовое соединение выполнено в виде шпильки с гайками и полусферическими шайбами, расположенной внутри втулок .и двух торсионных валиков, связанных одними концами с концами шпильки, а другими кон« цами через фигурные стаканы и подшипники качения — с крайними втулками, при этом втулки в местах совместно15 го центрирования связаны друг с друroM и со шпилькой соединительными шпонками, а средняя втулка снабжена фиксатором положения.

На чертеже схематически показано

20 предлагаемое устройство.

Устройство выполнено в виде трех полых соосных аксиальных измеритель. ных втулок 1, средняя из которых размещена в подвижном звене 2 шарнира и жестко зафиксирована в нем полым реэьбовым пальцем 3. Крайние втулки 4 и 5 размещены в неподвижных звеньях 6 и 7 шарнира с помощью подшипников качения, например игольчатых подшипников 8 и 9,и служат их

838432

1 1

2 сов®+Г s na.

65 внутренними обоймами (при соответствующих размерах и нагрузках это могут быть шариковые или др, подшипники качения), Крайние втулки центрируются по средней с помощью совмещения конических торцов, образуемых ныступами средней и впадинами крайних нтулок. В местах совместного oc"åного центрирования втулки соединены шпонками 10 и 11. В осевом направлении втулки затянуты расположенной внутри их полостей шпилькой 12 и гайками 13 и 14, опирающимися на полусферические шайбы 15 и 16. Шпилька

12 связана с наружными обоймами 17 и 18 игольчатых подшипников 8 и 9 с помощью торсионных тенэометрических валиков 19 и 20 и фигурных стаканов

21 и 22. Валики со шпилькой и стаканами связаны профильным(квадратным) соединением, а фигурные стаканы с обоймами 17 и 18 штифтами 23 и 24. 2Q

Кроме того, шпилька 12 связана с втул. ками 4 и 5 шпонками 25 и 26 . Осевая фиксация устройства в шарнире обеспечивается шайбами 27, прикрепляемыми к звеньям 6 и 7 шарнира болтами

28. Фигурные стаканы закрыты резьбовыми крышками 29 и 30, Шпилька 12 имеет в средней части шейку, на которой установлены датчики. деформаций, например тензодатчик 31 для измерения радиального усилия 0А, действующего на шарнир.Токовывод тензодатчиков 31 осуществляется через полый резьбовой палец З.Торсионные валики

l9 и 20 также имеют шейки для установки датчиков 32 деформаций, с помощью которых измеряют величину момента трения Мтр в шарнире между наружными обоймами игольчатых подшипников и опорными вкладышами неподвижных частей шарни- 4Q ра. Токовывод тензодатчиков 32 ocVществляется через крышки 29 и 30, Устройство устанавливается, например, в седельносцепном механизме тягача вместо рабочих пальцев, контактирующих с вкладышами шарнира 33 и 34.

Измерительное устройство работает следующим образом.

Внешняя радиальная нагрузка Q через подвижное знено 2 шарнира (Фиг, 1) и. среднюю втулку 1 передается коническими торцами на крайние втулки 4 и 5 в виде сил нормального давления N составляющие которого S u соответственно S!, растягивают шпиль- 55 ку 12 в пределах упругих деформаций.

Выражение для определения усилия

S„ можно найти следующим образом.

Из статического равновесия втулки 1 следует:

d0

Q>2(Ncosd-+f Ns! ncaa), откуда

Из равновесия втулки 4 и 5 можно получить формулу:

=Ns i пя,-f Ncos&-f

Оа п 2 или

s i nd.-f co s N

S =0 5 Q (--------.-- -2 F ), 4 coso!+F s РФ 0

Введя обозначение

s i n -F сО ьф

К =0,5 (----"---.-- -2 Fo ), сО Бс6 !Г 5 пО получаем

SÄ=0>5 QÄ> где К„ — коэффициент пропорциональности (константа), зависящий от значения коэффициентов трения Г по коническим поверхностям сопрягаемых втулок fo — в игольчатом подшипнике, и от угла d — скоса конических торцов (фиг. 1) .

Для практических измерений величину К целесообразно определять экспериментальным путем при тарировке устройства.

Таким образом, величина нагрузки

QI!, измеряется по величине осевой деформации шпильки 12 под действием усилия Sn, например, с помощью тензодатчиков 31. Нагрузка Q через опорные втулки уравновешивается опорными реакциями. R>/2. За счет сил трения между наружными обоймами подшипников 17(18). и вкладышами 37(34) шарнира появляется момент трения, определяемый выражением

8U, ИтР "А Гс, 2 где d+ — наружный диаметр наружных обойм игольчатых подшипников, равный диаметру рабочих пальцев; fq — коэффициент трения скольжения между наружными обоймами игольчатых подшипников и вкладышами шарнира.

Игольчатые подшипники введены для уменьшения влияния сил трения в опоре на точность измерения, так как коэФфициент трения Fc значительно меньше коэффициента трения по вкладышам 33(34) .

При работе рулевого устройства тягача подвижное звено 2(серьга) враI щается и через неподвижно закрепленную в нем втулку 1, шпонки 10 и 11 вращает втулки 4 и 5, которые поворачивают шпонки 25 и 26, шпильку 12, вращающую через торсионные валики 19 и 20 и фигурные стаканы 21 и 22 наружные обоймы подшипников 8 и 9. Торсионные валики при этом нагружаются крутящим моментом М„жМ . Величину этого момента измеряют по деформации кручения торсионных валиков 19 и 20 с помощью тензодатчиков 32.

Устройстно позволяет определять величину и характер усилий и моментов трения в цилиндрических шарнирах сцепных механизмов тягачей или др. транспортных машин °

Формула изобретения

Устройство для измерения моментов трения скольжения и радиальных уси838432

Составитель Л.Кожевников

Редактор Н.Ромжа Техред A. Савка Корректор Ю. Макаренко.

Заказ 4411/60 Тираж 907 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. ужгород, ул. Проектная, 4 лий в силовых цилиндрических шарнирах, содержацее соосно расположенные втулки, контактируюшие с подвижным и неподвижным звеньями шарнира, скрепленные болтовым соединением с датчиками деформаций, о т л и ч а ю ц е ес я тем, что, с целью повышения точности измерений, втулки расположены аксиально и выполнены с коническими центрирующими торцами, а болтовое соединение выполнено в виде шпильки с гайками и полусферическими шайбами, расположенной внутри втулок, и двух торсионных валиков, связанных одними концами с концами шпильки, а другими концами через фигурные стаканы и подшипники качения — с крайними втулками, при этом втулки в местах совместного центрирования связаны друг с другом и со шпилькой соединительными шпонками, а средняя втулка снабжена фиксатором положения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 198735, кл. G 01 L 1/04, 09.12.65.

2. Патент Франции 9 2177101, кл. 6 01 5/00, 1973 (прототип) .