RU2550312C1

RU2550312C1 - Force-sensitive element

Info

Publication number: RU2550312C1
Application number: RU2013156209/28A
Authority: RU
Inventors: Василий Корнилович Голованов; Светлана Васильевна Кумбрасьева; Олег Алексеевич Мишустин
Priority date: 2013-12-17
Filing date: 2013-12-17
Publication date: 2015-05-10

Abstract

FIELD: measurement equipment.

SUBSTANCE: force-sensitive element comprises an elastic ring with resistance strain gages, two stiff rings of smaller and larger diameters, radial levers along their ends are equipped with upper and lower beams of equal thickness and length made in the form of trapezoids with curved bases. At the same time the width of smaller base of each lower beam is equal to half of width of also the smaller base of the upper beam. The stiff ring of smaller diameter is connected to upper beams for each lever located inside the elastic ring. Lower beams are connected to the upper part inside the elastic ring, and at the bottom it is connected with upper beams for each lever located outside the ring. Lower beams are connected with the stiff ring inside, and they are all made as a whole.

EFFECT: expanded range of force measurement towards small loads with higher accuracy.

4 dwg

Description

Изобретение относится к весовой технике, в частности к силочувствительным элементам датчиков силы, предназначенным для точного измерения силы небольшой величины в широком диапазоне.The invention relates to weighing equipment, in particular to the force-sensitive elements of force sensors, designed for accurate measurement of force of a small value in a wide range.

Известен чувствительный элемент датчика силы (А.с. 411331 СССР, МКИ G01L 1/22. Чувствительный элемент / Э.Н. Кривцова, Е.В. Штайгер (СССР). - 2 с.), который выполнен в виде кольцевого ребра с тензорезисторами, навитыми на его цилиндрическую поверхность у кромок, и кольцевой пластины с опорными буртами по наружному и внутреннему диаметрам, разрезанной между буртами на радиальные балочки, выполненные за одно целое с кольцевым ребром, расположенным по их серединам.A known sensor element of the force sensor (A.S. 411331 USSR, MKI G01L 1/22. Sensitive element / E.N. Krivtsova, E.V. Steiger (USSR). - 2 C.), which is made in the form of an annular rib with strain gauges wound on its cylindrical surface at the edges, and an annular plate with supporting collars along the outer and inner diameters, cut between the collars into radial beams made in one piece with the annular rib located in the middle of them.

Недостатком указанной конструкции является достаточно высокая жесткость опорных буртов, что не позволяет измерять усилия малой величины в широком диапазоне. Кроме того, не удается добиться равномерного распределения деформации тензорезисторов в связи с тем, что деформируется только часть боковой поверхности кольцевого ребра, расположенная около радиальных балок, что снижает точность измерения и, как следствие, уменьшает диапазон измерения усилий. Кроме того, величина деформации тензорезисторов ограничена максимально возможным растяжением навитой тензорезисторной проволоки, что не позволяет измерять усилия в широком диапазоне.The disadvantage of this design is the relatively high rigidity of the support collars, which does not allow to measure the efforts of a small value in a wide range. In addition, it is not possible to achieve a uniform distribution of the strain gauge deformation due to the fact that only a part of the side surface of the annular rib located near the radial beams is deformed, which reduces the measurement accuracy and, as a result, reduces the range of measurement of forces. In addition, the strain gauge strain is limited by the maximum possible stretching of the wound strain gauge wire, which does not allow measuring forces in a wide range.

Известна также конструкция датчика силы (А.с. 767575 СССР, МКИ G01L 1/22. Упругий чувствительный элемент / В.П. Дымковский, А.И. Кравченко, В.Ф. Семенюк (СССР). - 2 с.), упругий чувствительный элемент которого выполнен в виде втулки с тензорезисторами, закрепленными на ее боковой поверхности, и силопередающего элемента, изготовленного за одно целое с втулкой и выполненного в виде радиальных рычагов, одни свободные концы которых расположены вне втулки, а другие - внутри нее.The design of the force sensor is also known (A.S. 767575 USSR, MKI G01L 1/22. Elastic sensor / V.P. Dymkovsky, A.I. Kravchenko, V.F. Semenyuk (USSR). - 2 pp.), the elastic sensitive element of which is made in the form of a sleeve with strain gauges mounted on its side surface, and a power transmitting element made in one piece with the sleeve and made in the form of radial levers, some free ends of which are located outside the sleeve, and others inside it.

Недостатком указанной конструкции является неравномерность передачи изгибающего момента на втулку с тензорезисторами. Это объясняется тем, что близлежащее сечение к радиальным рычагам имеет больший поворот, чем сечения, удаленные от них, а это приводит к тому, что провод тензорезисторов деформируется не равномерно, следовательно, снижается значение выходного сигнала. Причем из-за неточности изготовления радиальных рычагов деформация тензорезисторов неодинаковая. Все это снижает полезный электрический сигнал. Кроме того, величина деформации тензорезисторов ограничена максимально возможным растяжением тензорезисторной проволоки. Поэтому точность измерения усилий не высока и, следовательно, уменьшается диапазон измерения малых усилий.The disadvantage of this design is the uneven transmission of bending moment to the sleeve with strain gauges. This is because the adjacent section to the radial levers has a greater rotation than the sections remote from them, and this leads to the fact that the strain gauge wire is not deformed uniformly, therefore, the value of the output signal decreases. Moreover, due to the inaccuracy of the manufacture of radial levers, the strain gauge deformation is not the same. All this reduces the useful electrical signal. In addition, the strain of strain gauges is limited by the maximum possible extension of the strain gauge wire. Therefore, the accuracy of measuring forces is not high and, therefore, the range of measurement of small forces is reduced.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является силочувствительный элемент (А.с. 1439417, МПК G01L 1/22, опубл. 23.11.88. Бюл. №43), который содержит упругое кольцо с тензорезисторами, намотанными на его внешней боковой поверхности, и силопередающий элемент в виде радиальных рычагов, выполненных в виде трапеций с криволинейными основаниями, изготовленных за одно целое с упругим кольцом, в котором между радиальными рычагами выполнены радиальные отверстия с выпуклым контуром.The closest in technical essence and the achieved result is a force-sensitive element (A.S. 1439417, IPC G01L 1/22, publ. 11.23.88. Bull. No. 43), which contains an elastic ring with strain gauges wound on its outer side surface, and a power-transmitting element in the form of radial levers made in the form of trapezoid with curvilinear bases, made in one piece with an elastic ring in which radial holes with a convex contour are made between the radial levers.

Недостатком указанной конструкции является то, что невозможно с одинаковой точностью измерять малые нагрузки в широком диапазоне. Это связано с тем, что величина деформации тензорезисторов ограничена максимально возможным растяжением навитой тензорезисторной проволоки. Поэтому такие чувствительные элементы применяются только для измерения малых усилий в узком диапазоне.The disadvantage of this design is that it is impossible to measure small loads with the same accuracy over a wide range. This is due to the fact that the strain gauge strain is limited by the maximum possible extension of the wound strain gauge wire. Therefore, such sensitive elements are used only for measuring small forces in a narrow range.

В этой связи важнейшей задачей является создание новой конструкции силочувствительного элемента, позволяющей измерять усилия меньшей величины, по сравнению с прототипом, и в широком диапазоне с высокой точностью.In this regard, the most important task is to create a new design of the force-sensitive element, which allows measuring efforts of a smaller magnitude, compared with the prototype, and in a wide range with high accuracy.

Технический результат: повышение точности измерения усилий небольшой величины в широком диапазоне измерения в сторону малых нагрузок.Effect: increase the accuracy of measuring efforts of small magnitude in a wide range of measurements in the direction of small loads.

Поставленный технический результат достигается тем, что силочувствительный элемент содержит упругое кольцо с тензорезисторами, намотанными на его внешней боковой поверхности, и силопередающий элемент в виде радиальных рычагов, выполненных в виде трапеций с криволинейными основаниями, изготовленных за одно целое с упругим кольцом, в котором выполнены радиальные отверстия с выпуклым контуром, при этом дополнительно содержит два жестких кольца меньшего и большего диаметров, относительно диаметра упругого кольца, и разнесенных в осевом направлении, а радиальные рычаги снабжены балками равной толщины и длины, выполненными в виде трапеций с криволинейными основаниями, и по меньшим криволинейным основаниям в верхней части радиальные рычаги соединены с большими криволинейными основаниями верхних балок, а по большим криволинейным основаниям в нижней части радиальные рычаги соединены с меньшими криволинейными основаниями нижних балок, при этом для каждого радиального рычага ширина меньшего криволинейного основания каждой нижней балки равна половине ширины также меньшего криволинейного основания верхней балки, причем жесткое кольцо меньшего диаметра с внешней стороны соединено с верхними балками каждого радиального рычага, расположенного внутри упругого кольца по их меньшим криволинейным основаниям, при этом нижние балки каждого радиального рычага, расположенного внутри упругого кольца, по своим большим криволинейным основаниям соединены с верхней частью внутренней стороны упругого кольца, которое по своей нижней части с внешней стороны соединено с верхними балками каждого радиального рычага, расположенного с внешней стороны упругого кольца, по их меньшим криволинейным основаниям, а нижние балки каждого радиального рычага, расположенного с внешней стороны упругого кольца, по своим большим криволинейным основаниям соединены с внутренней стороной жесткого кольца большего диаметра, при этом балки, соединенные с упругим кольцом по ширине меньших криволинейных оснований, равны друг другу, а радиальные отверстия выполнены между балками в его средней части, при этом все три кольца, балки и радиальные рычаги изготовлены за одно целое.The technical result is achieved by the fact that the force-sensitive element contains an elastic ring with strain gauges wound on its outer side surface, and a power-transmitting element in the form of radial levers made in the form of trapezoid with curved bases made in one piece with an elastic ring in which radial holes with a convex contour, while additionally contains two hard rings of smaller and larger diameters, relative to the diameter of the elastic ring, and spaced axially direction, and the radial levers are equipped with beams of equal thickness and length, made in the form of trapezoid with curved bases, and on smaller curved bases in the upper part, the radial levers are connected with large curved bases of the upper beams, and along the large curved bases in the lower part, the radial levers are connected with smaller curved bases of the lower beams, while for each radial arm the width of the smaller curved base of each lower beam is half the width also less about the curvilinear base of the upper beam, and a rigid ring of a smaller diameter from the outside is connected to the upper beams of each radial lever located inside the elastic ring along their smaller curvilinear bases, while the lower beams of each radial lever located inside the elastic ring, along their large curved bases connected to the upper part of the inner side of the elastic ring, which in its lower part from the outer side is connected to the upper beams of each radial lever, laid on the outer side of the elastic ring, on their smaller curved bases, and the lower beams of each radial lever located on the outer side of the elastic ring, on their large curved bases are connected to the inner side of the rigid ring of larger diameter, while the beams connected to the elastic ring by the width of the smaller curved bases are equal to each other, and the radial holes are made between the beams in its middle part, while all three rings, beams and radial levers are made in one piece.

Технический результат достигается и тем, что в чувствительном элементе деформируется только две небольшие части упругого кольца с тензорезисторами, и нижние и верхние балки, соединенные с жесткими рычагами, то есть деформируется непосредственно необходимая часть чувствительного элемента. Расположение радиальных рычагов, разнесенных в осевом направлении, позволяет при приложении одного направления измеряемой силы деформировать две небольшие части упругого кольца вначале в одном направлении, а затем в другом. Введение жестких колец позволяет усилить направление измеряемой деформации. Поэтому тензозорезисторы, включенные в электрический мостик Уинстона, получат деформацию, способствующую увеличению электрического сигнала при воздействии усилий небольшой величины, что позволяет расширять диапазон измерения в сторону малых нагрузок.The technical result is achieved by the fact that in the sensitive element only two small parts of the elastic ring with strain gauges are deformed, and the lower and upper beams connected with rigid levers, that is, the necessary part of the sensitive element is deformed directly. The location of the radial levers spaced in the axial direction allows the application of one direction of the measured force to deform two small parts of the elastic ring, first in one direction and then in the other. The introduction of rigid rings allows you to strengthen the direction of the measured strain. Therefore, strain gauges included in Winston’s electrical bridge will receive a deformation that contributes to an increase in the electrical signal when a small force is applied, which allows the measurement range to be extended to small loads.

В конструкции предлагаемого чувствительного элемента задача расширения диапазона измерения усилий в сторону малых нагрузок достигается тем, что силопередающие элементы разнесены в осевом направлении и снабжены балками, выполненными в виде трапеций с криволинейными основаниями, выполняющими функции упругих шарниров. Кроме того, в средней части упругого кольца имеются радиальные отверстия, выполненные между балками. Измеряемая сила P приложена к жестким кольцам и вызывает деформацию упругого кольца, только той его части, где размешены тензоризисторы, то есть деформируется только его минимальная необходимая часть, а деформация упругих шарниров направлена на увеличение деформации упругого кольца, что, по сравнению с прототипом, увеличит точность измерения усилий в широком диапазоне.In the design of the proposed sensitive element, the task of expanding the measuring range of forces in the direction of small loads is achieved by the fact that the power-transmitting elements are spaced apart in the axial direction and equipped with beams made in the form of trapeziums with curved bases that perform the functions of elastic joints. In addition, in the middle part of the elastic ring there are radial holes made between the beams. The measured force P is applied to the rigid rings and causes deformation of the elastic ring, only that part where the strain gages are placed, that is, only its minimum necessary part is deformed, and the deformation of the elastic joints is aimed at increasing the deformation of the elastic ring, which, in comparison with the prototype, will increase accuracy of measurement of efforts in a wide range.

На фиг.1 изображен чувствительный элемент - главный вид, совмещенный с разрезом плоскостью, проходящей через ось упругого кольца, - разрез А-А; на фиг.2 - вид сверху, а на фиг.3 и фиг.4 показаны в увеличенном виде фрагменты чувствительного элемента разреза и вида сверху.Figure 1 shows the sensing element - the main view, combined with the cut plane, passing through the axis of the elastic ring, - section aa; figure 2 is a top view, and figure 3 and figure 4 shows in an enlarged view fragments of the sensitive element of the section and top view.

Устройство чувствительного элемента представлено на фиг.1, фиг.2, фиг.3 и фиг.4 и состоит из упругого кольца 1 с тензорезисторами, 2 показанными условно, силопередающими элементами в виде радиальных рычагов 3 и 4, которые разнесены в осевом направлении и выполнены в виде трапеций с криволинейными основаниями. В средней части упругого кольца 1 с выпуклым контуром выполнены отверстия. Расположение их центров следует из изображений, показанных на главном виде и совмещенном разрезе. Дополнительные жесткие кольца меньшего и большего диаметров относительно диаметра упругого кольца 1 разнесены в осевом направлении и обозначены позициями 5 и 6 соответственно. Радиальные рычаги 3, расположенные внутри упругого кольца 1, снабжены балками 7, 8 равной толщины h и длины b, выполненными в виде трапеций с криволинейными основаниями. По меньшим криволинейным основаниям в верхней части радиальные рычаги 3 соединены с большими криволинейными основаниями верхних балок 7, ширина меньшего криволинейното основания которых равна a. А по большим криволинейным основаниям в нижней части радиальные рычаги 3 соединены с меньшими криволинейными основаниями нижних балок 8. При этом ширина меньшего криволинейного основания каждой нижней балки 8 равна a/2 - половине ширины также меньшего криволинейного основания верхней балки 7. Радиальные рычаги 4 снабжены балками 9, 10 равной толщины h и длины b, выполненными в виде трапеций с криволинейными основаниями. По меньшим криволинейным основаниям в верхней части радиальные рычаги 4 соединены с большими криволинейными основаниями верхних балок 9. А по большим криволинейным основаниям в нижней части радиальные рычаги 4 соединены с меньшими криволинейными основаниями нижних балок 10. При этом ширина меньшего криволинейного основания нижней балки 8 равна a/2 и равна ширине меньшего криволинейного основания верхней балки 9. Причем ширина меньшего криволинейного основания каждой нижней балки 10 равна a/4, то есть равна половине ширины также меньшего криволинейного основания верхней балки 9. При этом для каждого радиального рычага 3 жесткое кольцо 5 меньшего диаметра с внешней стороны соединено с верхними балками 7 по их меньшим криволинейным основаниям. А нижние балки 8, по своим большим криволинейным основаниям соединены с верхней частью внутренней стороны упругого кольца 1. И для каждого радиального рычага 4 упругое кольцо 1 по своей нижней части с внешней стороны соединено с верхними балками 9 по их меньшим криволинейным основаниям. Нижние балки 10 по своим большим криволинейным основаниям соединены с внутренней стороной жесткого кольца 6 большего диаметра. Радиальные отверстия выполнены в средней части упругого кольца. При этом все три кольца 1, 5, 6, балки 7, 8, 9, 10 и радиальные рычаги 3, 4, соединенные как указано на чертежах, в указанной выше последовательности, изготовлены за одно целое. Введенные балки 7, 8, 9 и 10 выполняют функцию упругих шарниров, и их геометрическая середина отмечена точками и является центром поворота. На чертеже показан угол между верхней гранью радиальных рычагов 3, 4 и линией, соединяющей центры поворота упругих шарниров, равный γ.The device of the sensing element is shown in FIG. 1, FIG. 2, FIG. 3 and FIG. 4 and consists of an elastic ring 1 with strain gages, 2 shown conventionally, by force-transmitting elements in the form of radial levers 3 and 4, which are spaced apart in the axial direction and are made in the form of trapezoids with curved bases. In the middle part of the elastic ring 1 with a convex contour, holes are made. The location of their centers follows from the images shown in the main view and the combined section. Additional rigid rings of smaller and larger diameters relative to the diameter of the elastic ring 1 are spaced in the axial direction and are indicated by positions 5 and 6, respectively. Radial levers 3 located inside the elastic ring 1 are equipped with beams 7, 8 of equal thickness h and length b, made in the form of trapezoid with curved bases. For smaller curved bases in the upper part, the radial levers 3 are connected with large curved bases of the upper beams 7, the width of the smaller curved base of which is equal to a . And along the large curved bases in the lower part, the radial levers 3 are connected with the smaller curved bases of the lower beams 8. The width of the smaller curved base of each lower beam 8 is a / 2 - half the width of the smaller curved base of the upper beam 7. The radial levers 4 are equipped with beams 9, 10 of equal thickness h and length b, made in the form of trapezoids with curved bases. For smaller curved bases in the upper part, the radial arms 4 are connected to the large curved bases of the upper beams 9. And for larger curved bases in the lower part, the radial arms 4 are connected to the smaller curved bases of the lower beams 10. The width of the smaller curved base of the lower beam 8 is equal to a / 2 and is equal to the width of the smaller curved base of the upper beam 9. Moreover, the width of the smaller curved base of each lower beam 10 is a / 4, that is, equal to half the width of the smaller cree the curved base of the upper beam 9. Moreover, for each radial lever 3, a rigid ring 5 of smaller diameter from the outside is connected to the upper beams 7 by their smaller curved bases. And the lower beams 8, in their large curved bases, are connected to the upper part of the inner side of the elastic ring 1. And for each radial lever 4, the elastic ring 1 on its lower part from the outside is connected to the upper beams 9 on their smaller curved bases. The lower beams 10 along their large curved bases are connected to the inner side of the rigid ring 6 of a larger diameter. Radial holes are made in the middle part of the elastic ring. Moreover, all three rings 1, 5, 6, beams 7, 8, 9, 10 and radial arms 3, 4, connected as indicated in the drawings, in the above sequence, are made in one piece. The introduced beams 7, 8, 9 and 10 fulfill the function of elastic hinges, and their geometric midpoint is marked with dots and is the center of rotation. The drawing shows the angle between the upper face of the radial levers 3, 4 and the line connecting the centers of rotation of the elastic joints, equal to γ.

Предлагаемый чувствительный элемент работает следующим образом (фиг.1). К верхнему жесткому кольцу 5 приложено усилие P, действующие вдоль оси упругого кольца 1, при этом жесткое кольцо 6 опирается и не имеет возможности перемещаться в осевом направлении. Поэтому силопередающие элементы 3, 4 поворачиваются на упругих шарнирах, выполненных в виде балок 7, 8 и 9, 10, что влечет поворот упругого кольца 1. Рассмотрим этот поворот кольца более подробно в зависимости от величины измеряемого усилия.The proposed sensitive element operates as follows (figure 1). A force P is applied to the upper rigid ring 5, acting along the axis of the elastic ring 1, while the rigid ring 6 is supported and cannot move in the axial direction. Therefore, the power transmitting elements 3, 4 are rotated on elastic joints made in the form of beams 7, 8 and 9, 10, which entails the rotation of the elastic ring 1. Consider this rotation of the ring in more detail depending on the magnitude of the measured force.

Под действием усилия P радиальные рычаги 3, 4 повернутся на упругих шарнирах, выполненных в виде балок 7, 8, 9 и 10, поэтому увеличатся расстояния от жесткого кольца 5 до верхней части упругого кольца 1, и от нижней его части до жесткого кольца 6. Поэтому упругое кольцо 1 с тензорезисторами 2 будет поворачиваться, и верхние тензорезисторы будут растягиваться, а нижние сжиматься, а угол γ будет уменьшаться, и при определенном усилии P он будет равен нулю.Under the action of the force P, the radial levers 3, 4 will rotate on elastic hinges made in the form of beams 7, 8, 9 and 10, therefore, the distances from the rigid ring 5 to the upper part of the elastic ring 1 will increase, and from its lower part to the rigid ring 6. Therefore, the elastic ring 1 with the strain gages 2 will rotate, and the upper strain gages will stretch, and the lower ones will compress, and the angle γ will decrease, and with a certain force P it will be zero.

При дальнейшем увеличении усилия P балки 7, 8, 9, и 10 будут изгибаться в том же направлении, но силопередающие элементы - рычаги 3 и 4 - потянут упругое кольцо 1 внутрь. Это объясняется тем, что будут уменьшаться расстояния от жесткого кольца 5 до верхней части упругого кольца 1 и от нижней его части до жесткого кольца 6. Поэтому упругое кольцо будет поворачиваться в противоположном направлении. При определенном значении усилия P угол γ примет свое первоначальное значение с обратным знаком, а упругое кольцо 1 займет первоначальное положение.With a further increase in force P, the beams 7, 8, 9, and 10 will bend in the same direction, but the power transmitting elements - levers 3 and 4 - will pull the elastic ring 1 inward. This is because the distances from the rigid ring 5 to the upper part of the elastic ring 1 and from its lower part to the rigid ring 6 will decrease. Therefore, the elastic ring will rotate in the opposite direction. At a certain value of the force P, the angle γ will take its initial value with the opposite sign, and the elastic ring 1 will take its initial position.

Дальнейшее увеличение усилия P приведет к изгибу в том же направлении балок 7, 8, 9,и 10, и силопередающие элементы - рычаги 3 и 4 - потянут упругое кольцо также внутрь, так как будут уменьшаться расстояния от жесткого кольца 5 до верхней части упругого кольца 1 и от нижней его части до жесткого кольца 6. Поэтому упругое кольцо будет поворачиваться внутрь. При определенном значении усилия P угол γ примет свое удвоенное значение, но с обратным знаком, а упругое кольцо 1 повернется в другую сторону так, что верхние тензорезисторы 2 будут сжиматься, а нижние растягиваться.A further increase in the force P will lead to bending in the same direction of the beams 7, 8, 9, and 10, and the power transmitting elements - levers 3 and 4 - will also pull the elastic ring inward, since the distance from the rigid ring 5 to the upper part of the elastic ring will decrease 1 and from its lower part to the rigid ring 6. Therefore, the elastic ring will rotate inward. At a certain value of the force P, the angle γ will take its double value, but with the opposite sign, and the elastic ring 1 will turn in the opposite direction so that the upper strain gages 2 are compressed and the lower ones are stretched.

При всем многообразии конструкций аналогичного назначения конструкция в данном виде предложена впервые. Но именно такая конструкция силочувствительного элемента с разнесенными в осевом направлении радиальными рычагами, снабженными балками, выполняющими функции упругих шарниров, выполненных за одно целое и совместно с жесткими кольцами, позволяет эффективно решить задачи его использования для измерения с высокой точностью усилий небольшой величины, что позволяет увеличить в три раза диапазон измерения, в том числе и для малых нагрузок.With all the variety of structures for a similar purpose, the design in this form was proposed for the first time. But it is precisely such a design of a force-sensitive element with axially spaced radial levers equipped with beams that perform the functions of elastic joints made in one piece and together with rigid rings, which makes it possible to effectively solve the problems of its use for measuring with high accuracy small forces, which allows to increase three times the measuring range, including for small loads.

Claims

A force-sensitive element containing an elastic ring with strain gauges wound on its outer lateral surface and a power-transmitting element in the form of radial arms made in the form of trapezoid with curved bases made in one piece with an elastic ring in which radial holes with a convex contour are made, characterized the fact that it additionally contains two rigid rings of smaller and larger diameters relative to the diameter of the elastic ring, spaced in the axial direction, and the radial levers are equipped with by alcoves of equal thickness and length, made in the form of trapezoid with curved bases, and on smaller curved bases in the upper part, the radial levers are connected with large curved bases of the upper beams, and along large curved bases in the lower part, the radial levers are connected with smaller curved bases of the lower beams, while for each radial lever the width of the smaller curved base of each lower beam is equal to half the width of the smaller curved base of the upper beam, Moreover, a rigid ring of a smaller diameter from the outside is connected to the upper beams of each radial lever located inside the elastic ring along their smaller curvilinear bases, while the lower beams of each radial lever located inside the elastic ring are connected by their large curved bases to the upper part of the inner side elastic ring, which in its lower part from the outside is connected to the upper beams of each radial lever located on the outside of the elastic ring tsa, according to their smaller curvilinear bases, and the lower beams of each radial lever located on the outer side of the elastic ring are connected by their large curved bases to the inner side of the rigid ring of larger diameter, while the beams connected to the elastic ring along the width of the smaller curvilinear bases are equal to each other, and the radial holes are made between the beams in its middle part, while all three rings, beams and radial levers are made in one piece.