Динамометр

Динамометр

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскнк

Социалистических рес убл

<и> 857749

4

) а г (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 12.04.79 (21) 2753804/18 10 с присоединением заявки М (23) Приоритет (51)М. Кл.

"б 01 L 1/22

1Ьеударетааааьй ка«ятвт ссср ве деаая яаабретввяй и втауьпвя

Ф

Опубликовано 23.08.81, Бюллетень М 31 (53) УД К 531.781 (088.8) Дата опубликования описания 23.08.81 (72) Авторы изобретения

Н. П. Левицкий, В. С. Волобуев, Г. Н. Иванов и А. Г. Поповьян (7l) Заявитель (54) ДИНАМОМЕТР

Изобретение относится к измерительной тех-. нике, в частности к измерениям сил и моментов на вращающихся валах, н может быть использовано в аэродинамических исследованиях.

Известны динамометры для измерения сил ,н моментов, содержащие упругую систему, состоящую из подвижного и неподвижного оснований, укрепленных в разрыве вращающего вала н связанных между собой упрутмми балкамн. с тензодатчиками, расположенными по радиусу, н токосъемники

Недостатком известных динамометров является то, что наличие токосъемника в передающей цепи ухудшает надежность работы динамометра и понижает точность измерения снл.

1j

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому динамометру является снлоизмерительный датчик, содержащий подвижное и неподвижное основания жестко закрепленные в разрыве вращающегося в корпусе

20 вала и связанные между собой упругнмн стоиками, силонзмерительные элементы с жестким средним звеном и рабочие и компенсационные датчики, включенные в измерительные мосты.

Сигнал снимаемый с датчиков поступает на измерительную аппаратуру через токосъемннк (2) .

Недостатком известного силонэмерительного датчика также является низкая точность и надежность устройства иэ-за наличия токосъемника.

Цель изобретения — повышение точности н надежности измерения сил и моментов на вращающихся валах.

Указанная цель достигается тем, что в устройство введен активный приемник деформации, выполненный в виде двух соосных с валом колец, связанных упругими шарнира-ми с жестким средним звеном силоизмерительных элементов, и дополнительный приемник деформации в виде колъца, расположенного соосно с валом, и жестко связанного с неподвижным основанием, а датчики каждого измеряемого компонента закреплены на корпусе над соответствующими кольцами активного приемника деформации н ориентированы таким образом, что над прнемникоьс деформации расположена пара симметрично устзнои857749

3 ленных рабочих датчиков, включенных в измерительный мост, а соответствующая им пара компенсационных датчиков, включенных в этот же мост, расположена над дополнительным приемником деформации, при этом из5 мерительные оси этих датчиков параллельны оси вала и лежат в радиальной плоскости вала, а продольная ось упругих стоек перпендикулярна укаэанной плоскости в точке сое-. динения стоек с .основанием. 10

На фиг, 1 показан динамометр, общий вид; на фиг. 2 — разрез А — А на фиг. 1; на фиг. 3 — вид Б на фиг. 1; на фиг. 4 разрез  — В на фиг. 1; на фиг. 5 — разрез

à — Г на фиг. 1; на фиг. 6 — разрез Д вЂ” Д на фиг. 1; на фиг, 7 — разрез Š— Е на фиг. 1; на фиг. 8 — 13 — электрические схемы соединения датчиков для измерения каждого из шести компонентов.

Динамометр состоит из неподвижного основания 1, закрепленного на валу 2, вращающемся в корпусе 3 и подвижного основания 4, закрепленного на валу 5, являющимся продолжением вала 2. Измеряемые силы и моменты приложены к валу 5. Основания

1 и 4 связаны между собой упругими стойками 6, продольная ось 7 которых в точке заделки стоек с основанием 1 (точка А) перпендикулярна плоскости, проходящей через ось вала (и."оскость ХОУ) . Силоизмерительные элементы двух видов 8 и 9 также связанные с основаниями 1 и 4 содержат два упругих элемента 10 и жесткое среднее звено 11, коI торос связано упругим шарниром 12 с активным приемником деформации в виде двух колец 13 и 14.

Каждое кольцо закреплено на трех силоизмерительных элементах одного вида. На основании 1 закреплен еще один дополнительный приемник деформации — кольцо 15, Над кольцами 13 — 15 на корпусе 3 закреплены датчики, катушки индуктивных датчиков 16 — 27 ! 1 и еще столько же катушек 16 — 27, расположенных симметрично обозначенным. Измеритель-, ные оси катушек каждого измеряемого компонента (измерительная ось — ось симметрии катушки, совпадающая с направлением измеряемого перемещения) параллельные оси вала и лежат в плоскости, проходящей через эту

S0 ось, Катушки собраны в измерительные мосты, Каждый измерительный мост предназначен для измерения одного компонента и содержит две активные катушки, которые расположены симметрично над активными приемниками деформации 13 и 14 и две компен. сацнонные катушки, которые расположены симметрично над цополнительным приемником деформации 15.

Действие. крутящего момента М х вызывает растяжение стоек 6, что приводит к перемещению подвижного основания 4 относительно неподвижного основания 1. В силоизмерительном элементе 8 это перемещение вызывает поворот и перемещение жесткого среднего звена 11, вместе с которым перемещается шарнир 12 и кольцо 13. Так как кольцо 13 закреплено на трех симметрично расположенных силоиэмерительных элементах, то кольцо 13 перемещается вдоль оси вала.

Величина перемещения кольца 13 пропорциональна длине жесткого среднего звена 11 от заделки упругих элементов 10 до заделки шарнира 12. Это перемещение измеряют активные катушки 19 и 19 в мосте (фиг. 9).

В процессе работы конец вала 2 вместе с основанием 1 может перемещаться относительно корпуса 3 вследствие температурного удлинения вала, так как при работе выбираются люфты в подшипниках и по др. причинам. Это вызывает дополнительное перемещение кольца 13 и кольца 15 на одну и ту же величину, которая измеряется в мосте одновременно активными катушками 25 и 25

Такое перемещение не вызывает разбаланса моста .и не влияет на величину измеряемого сигнала.

Действие силы Х смещает основание 4 и кольцо 13. Действие силы Ч вызывает перемещение основания 4 по линии действия силы относительно основания 1 за счет деформации стоек 6, причем если о"ча стойка сжимается, то две других стойки растягиваются.

Поэтому кольцо 13 в точке закрепления с измерительным элементом 8, расположенным около сжатой стойки, пойдет вниз, а в точках закрепления около растянутых стоек вверх. Кольцо 13 перекосится. Этот перекос фиксируется активными катушками 21 и 21 в мосте (фиг. 11).

Компенсационные катушки 27 и 27 работают аналогично компенсационным катушкам компонента. Измерение силы Z происходит аналогично силе Y (фиг. 13).

Таким образом, с помощью кольца 13 можно измерить крутящий момент Q> и радиальные усилия f и 7..

Остальные три компонента — осевая сила

Х и продольные моменты 9у и Ph измеряются подобным образом посредством измерительного элемента 9, приемника деформации 14, и измерительных схем соответственно (фиг. 8, 12 и 10).

Предлагаемый динамометр позволяет исключить иэ схемы измерения токосъемники главный источник высокой погрешности и низкой надежности измерения в обычных схемах на валах больших диаметров.

5 8577

Указанное расположение стоек 6 позволяет разместить их более компактно между основаниями 1 и 4. При сохранении габаритов дииамометра постоянными, это расположение позволяет сДелать основания 1 и 4 более жесткими и эа счет уменьшения де- .

5 формации оснований повысить точность и надежность измерений.

Формула из о бр ет ения ,Цииамометр, содержащий подвижное и не о подвижное основания жестко закрепленные в разрыве вращающегося в корпусе вала и связанные между собой упругими стойками, силоизмерительные элементы с жестким средним звеном и рабочие и компенсационные датчики, включенные в измерительные мосты, отличающийся тем,что,с целью повышения точности и надежности измерения сил и моментов на вращающихся валах, s ..него введен активный приемник дего формации, выполненный в виде двух соосных с валом колец, связанных упругими шарнирами с жестким средним звеном силонзмерительных элементов, и дополнительный приемник

49 6 деформации в виде кольца, расположенного соосно с валом, и жестко связанного с неподвижным основанием, а датчики каждого измеряемого компонента закреплены на кор:пусе над соответствующими кольцами активного приемника деформации и ориентированы таким образом, что над приемником деформа ции расположена пара симметрично установленных рабочих датчиков, включенных в измерительный мост, а соответствующая им пара компенсационных датчиков, включенных в этот же мост, расположена над дополнительным приемником деформации, при этом измерительные оси этих датчиков параллельны оси вала и лежат в радиальной плоскости вала, а продольная ось упругих стоек перпендикулярна указанной плоскости в точке соединения стоек с основанием.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент- США М 3985025, кл. 73 — 141, опублик. 12.10.76.

2. Патент Великобритании К 1530796; кл. G 1 N, опублик. 01.11.78 (прототип).

857749

Фиг. 12 фиг. 13

Составитель В. Герасимова

Техред А.Бабинец Корректор Н. Стец

Редактор Н. Рогулич

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектнан, 4

Заказ 7226/67 Тираж 907 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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