Pierwszenstwo: .^^_^_ Zgloszenie ogloszono: 30.05.1973 Opis patentowy opublikowano: 15.03.1974 69990 KI. 42k,7/05 MKP GOll 1/22 ^zytelniaT Urzeclu Pa+entewego 1 filiUel toctypospcliie) li'^ [ Twórcywynalazku: Joachim Jonca, Aleksander Majdanik, Fryderyk Zyla Uprawniony z patentu tymczasowego: Instytut Metalurgii Zelaza im. Stanislawa Staszica Gliwice (Polska) Czujnik nacisku Przedmiotem wynalazku jest naprezno-oporowy czujnik nacisku do duzych nacisków w ksztalcie pierscienia cylindrycznego przeznaczony do zabudowy pomiedzy nakretka sruby nastawczej a korpusem maszyny np. walcarki.Stosowane do tej pory rozwiazania konstrukcyjne czujników do pomiaru nacisku w postaci pelnych lub drazonych slupków wzglednie prostopadlosciennych kostek przeznaczone do zabudowy pod obudowe walca dolnego lub nad obudowe walca górnego nie zapewnialy wystarczajacej zywotnosci czujników a sprawne ich dzialanie wymagalo duzego nakladu pracy ze strony sluzb utrzymania ruchu.Z tych przyczyn wprowadzono w 1963 roku nowy typ czujnika nacisku montowanego wewnatrz korpusu walcarki pomiedzy nakretka a korpusem. Tak umiejscowiony czujnik nie byl narazony na bezposredni wplyw warunków otoczenia, nie wymagal kazdorazowej wybudowy przy wybudowie obudów a czujnik i przewody nie byly narazone na uszkodzenia mechaniczne.Stosowane jednakze do tej pory czujniki tego typu wykazuja nieliniowosc siegajaca prawie 10% charakte¬ rystyki obciazenia i posiadaja obudowe wlaczona w obwód przenoszenia sil.Dla zmniejszenia szkodliwego efektu bocznikowania mierzonej sily przez obudowe wykonuje sie te ostatnia w postaci cienkiej powloki. Mala wytrzymalosc obudowy powoduje duza wrazliwosc czujnika na uszkodzenia mechaniczne w czasie zabudowy oraz na cisnienie oleju i smaru w przestrzeni roboczej czujnika. Dlatego tez charakterystyka czujnika otrzymana droga wzorcowania w warunkach laboratoryjnych moze znacznie odbiegac od charakterystyki dla rzeczywistych warunków jego pracy.W celu wyeliminowania tych wad czujnika nacisku montowanego pomiedzy nakretka a korpusem maszyny opracowano czujnik nacisku o nowej konstrukcji. Cel ten osiagnieto opracowujac czujnik, którego element sprezysty, w postaci pierscienia cylindrycznego pracujacego na sciskanie, cechuje stosunek róznicy srednic do wysokosci w granicach 0,6-H),7 i jednakowe srednice powierzchni czolowych i pomiarowych a obudowa odpo¬ wiednio zwymiarowana nie bocznikuje mierzonej sily.Na rysunku przedstawiono rozwiazanie konstrukcyjne czujnika przy czym fig. 1 przedstawia widok ogólny czujnika, a fig. 2 - widok z góry. Czujnik ten sklada sie z elementu sprezystego 1, pokrywy pierscieniowej zewnetrznej 2, pokrywy pierscieniowej wewnetrznej 3, krócca kablowego 4, uszczelek 5 i srub mocujacych 6. Na2 69 990 powierzchniach a ib elementu 1 naklejono szereg tensometrów naprezno-oporowych i polaczono w ukladzie pelnego mostka oporowego.Dzialanie czujnika jest nastepujace: pod dzialaniem sily nacisku, rozlozonej na obu powierzchniach czolo¬ wych, element 1 zostaje scisniety a naklejone na jego powierzchniach tensometry doznaja proporcjonalnych odksztalcen. Ksztalt elementu 1 pozwala na bezposrednie przekazywanie nacisków powierzchni czolowych na przekrój pomiarowy czujnika bez spietrzenia naprezen. Obudowa czujnika spoczywa na gumowych uszczelkach typu „0" i podczas dzialania obciazenia obudowa dociskana jest do uszczelek, zwiekszajac tym samym szczelnosc.Badania laboratoryjne tak wykonanego czujnika wykazaly liniowosc w calym zakresie obciazen, oraz po¬ prawne dzialanie obudowy. PLPriority:. ^^ _ ^ _ Application announced: May 30, 1973 Patent description was published: March 15, 1974 69990 KI. 42k, 7/05 MKP GOll 1/22 ^ zytelniaT Urzeclu Pa + entewego 1 filiUel toctypospcliie) li '^ [Inventors: Joachim Jonca, Aleksander Majdanik, Fryderyk Zyla Authorized by a temporary patent: Instytut Metallurgii Zelaza im. Stanislawa Staszica Gliwice (Poland) Pressure sensor The subject of the invention is a tension-resistance pressure sensor for high pressures in the shape of a cylindrical ring, designed to be installed between the nut of the adjusting screw and the machine body, e.g. a rolling mill. The construction solutions of sensors used so far for measuring the pressure in full form or chipped posts, relatively rectangular cubes, intended for installation under the housing of the lower roll or above the housing of the upper roll, did not ensure the sufficient life of the sensors and their efficient operation required a lot of work on the part of the maintenance services. For these reasons, a new type of pressure sensor installed inside was introduced in 1963. body of the rolling mill between the nut and the body. The sensor located in this way was not exposed to direct influence of environmental conditions, it did not require any construction during the construction of the housing, and the sensor and wires were not exposed to mechanical damage. However, sensors of this type used so far show non-linearity reaching almost 10% of the load characteristic and have The housing is connected to the power transmission circuit. To reduce the harmful effect of bypassing the force measured by the housing, the latter is made in the form of a thin coating. The low durability of the housing causes the sensor to be highly sensitive to mechanical damage during installation and to oil and grease pressure in the sensor's working space. Therefore, the characteristics of the sensor obtained by the calibration path in laboratory conditions may significantly differ from the characteristics for real working conditions. In order to eliminate these drawbacks of the pressure sensor mounted between the nut and the machine body, a new construction pressure sensor was developed. This goal was achieved by developing a sensor, the elastic element of which, in the form of a cylindrical ring working in compression, is characterized by the ratio of the difference in diameter to the height within the range of 0.6-H), 7 and the same face and measuring surface diameter, and a suitably sized housing does not bypass the measured The drawing shows a constructional solution of the sensor, with Fig. 1 showing a general view of the sensor, and Fig. 2 - a top view. This sensor consists of an elastic element 1, an outer ring cover 2, an inner ring cover 3, a cable stub 4, gaskets 5 and fastening screws 6. On 2 69 990 surfaces a and b of element 1 a series of tension-resistance strain gauges are glued and connected in a full bridge configuration The operation of the sensor is as follows: under the action of a pressure force distributed on both front surfaces, the element 1 is compressed and the strain gauges glued on its surfaces undergo proportional deformation. The shape of the element 1 allows the direct transfer of the pressure of the frontal surfaces to the measuring cross-section of the sensor without stress formation. The sensor housing rests on "0" type rubber gaskets and during the operation of the load, the housing is pressed against the seals, thus increasing the tightness. Laboratory tests of the sensor made in this way showed linearity in the entire load range, and the correct operation of the housing. PL