RU2763440C1 - Method for static test of traction dynamometer - Google Patents
Method for static test of traction dynamometer Download PDFInfo
- Publication number
- RU2763440C1 RU2763440C1 RU2021108996A RU2021108996A RU2763440C1 RU 2763440 C1 RU2763440 C1 RU 2763440C1 RU 2021108996 A RU2021108996 A RU 2021108996A RU 2021108996 A RU2021108996 A RU 2021108996A RU 2763440 C1 RU2763440 C1 RU 2763440C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- dynamometer
- load
- stage
- dynamometers
- measurement
- Prior art date
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L25/00—Testing or calibrating of apparatus for measuring force, torque, work, mechanical power, or mechanical efficiency
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M17/00—Testing of vehicles
- G01M17/007—Wheeled or endless-tracked vehicles
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к испытанию и техническому диагностированию машин, в частности к способам статической поверки динамометров для тяговых испытаний мобильных машин, причем таких динамометров, которые оснащены тензометрическими и другими недеформируемыми датчиками. Кроме того, оно может быть использовано в машиностроении при выпуске из производства портативных испытательных приборов, в качестве образцовых динамометров в которых используются пружины сжатия.The invention relates to testing and technical diagnostics of machines, in particular to methods for static verification of dynamometers for traction tests of mobile machines, and such dynamometers that are equipped with strain gauges and other non-deformable sensors. In addition, it can be used in mechanical engineering when portable test instruments are released from production, in which compression springs are used as exemplary dynamometers.
Проверка динамометров на работоспособность и погрешность измерений перед тяговыми испытаниями машин и в процессе их испытаний являются основными условиями обеспечения требуемой точности и достоверности испытаний. Известен способ испытания динамометра, при котором его нагружают и при этом измеряют деформацию индикатором часового типа, показания которого в определенном масштабе соответствуют величине приложенной к динамометру нагрузки (Лихачев В.С. Испытания тракторов: учеб. пособие для вузов / В.С. Лихачев. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1974. - 288 с., С. 157-161) [1].Checking dynamometers for performance and measurement error before traction tests of machines and in the process of testing them are the main conditions for ensuring the required accuracy and reliability of tests. There is a method of testing a dynamometer, in which it is loaded and at the same time the deformation is measured with a dial indicator, the readings of which on a certain scale correspond to the value of the load applied to the dynamometer (Likhachev V.S. Testing tractors: textbook for universities / V.S. Likhachev. - 3rd ed., revised and additional - M.: Mashinostroenie, 1974. - 288 p., S. 157-161) [1].
Основным недостатком указанного способа является то, что он мало применим в устройствах для проверки динамометров для тяговых испытаний машин.The main disadvantage of this method is that it is of little use in devices for testing dynamometers for traction testing of machines.
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является способ проверки динамометра на погрешность, при котором проверяемый и образцовый динамометры последовательно включают в одну силовую цепь и нагружают их, при этом фиксируют деформацию, пропорциональную величине приложенной к динамометру нагрузки (Лихачев В.С. Испытания тракторов: учеб. пособие для вузов / В.С. Лихачев. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1974. - 288 с., С. 157-161) [2].The closest technical solution, chosen as a prototype, is a method for checking the dynamometer for error, in which the tested and exemplary dynamometers are sequentially connected to one power circuit and loaded, while fixing the deformation proportional to the magnitude of the load applied to the dynamometer (Likhachev V.S. Tractor testing: textbook for universities / VS Likhachev - 3rd ed., revised and additional - M.: Mashinostroenie, 1974. - 288 p., pp. 157-161) [2].
Недостатком названного способа является то, что для его реализации требуется сложная и громоздкая установка, применение которой в условиях, приближенных к полевым, не представляется возможным.The disadvantage of this method is that its implementation requires a complex and cumbersome installation, the use of which in conditions close to the field is not possible.
Задача изобретения: обеспечение возможности создания и использования простого портативного прибора для поверки тяговых динамометров.The objective of the invention: to enable the creation and use of a simple portable device for checking traction dynamometers.
Сущность изобретения заключается в следующем. Нагружение поверяемого и образцового динамометров осуществляют винтовым механизмом, посредством навинчивания гайки на натяжной винт. Диапазон нагрузок, соответствующий диапазону измерений поверяемого динамометра, разбивают на несколько ступеней путем его пересчета в соответствующее целое число оборотов гайки вокруг ее оси вращения по формулеThe essence of the invention is as follows. The calibrated and reference dynamometers are loaded by a screw mechanism, by screwing the nut onto the tension screw. The load range corresponding to the measurement range of the dynamometer under test is divided into several steps by converting it into the corresponding integer number of revolutions of the nut around its axis of rotation according to the formula
где nm - целое число оборотов гайки вокруг ее оси вращения, соответствующее нагрузке одной ступени; FВПИ - верхний предел измерений поверяемого динамометра; m - принятое число ступеней, S - шаг резьбы гайки; К - коэффициент жесткости пружины. Затем производят испытания динамометров в режиме «нагрузка-разгрузка» по каждой выбранной ступени, принимая во внимание целое число оборотов гайки вокруг ее оси вращения, соответствующее нагрузке одной ступени, а также число ступеней. При этом учитывают шаг резьбы и жесткость пружины образцового динамометра. После чего фиксируют показания поверяемого динамометра, затем вычисляют силу, приложенную к поверяемому динамометру, по формулеwhere n m is an integer number of revolutions of the nut around its axis of rotation, corresponding to the load of one stage; F VPI - the upper limit of measurements of the verified dynamometer; m is the accepted number of steps, S is the thread pitch of the nut; K is the coefficient of spring stiffness. Then the dynamometers are tested in the "load-unload" mode for each selected stage, taking into account the integer number of revolutions of the nut around its axis of rotation, corresponding to the load of one stage, as well as the number of stages. In this case, the thread pitch and the spring stiffness of the exemplary dynamometer are taken into account. After that, the readings of the verified dynamometer are recorded, then the force applied to the verified dynamometer is calculated by the formula
где FЗi - заданная силовая нагрузка на поверяемый динамометр по i-ступени; Ni - порядковый номер i-ступени. После чего вычисляют вариации по формулам:where F Zi is the specified power load on the dynamometer under test in the i-stage; N i - serial number of the i-stage. Then the variations are calculated by the formulas:
где Δji - абсолютная вариация при j-измерении (опыте) по i-ступени; FПji - показания поверяемого динамометра при j-измерении по i-ступени; δji - относительная вариация при j-измерении по i-ступени. В завершение из полученных данных выбирают максимальные значения абсолютной и относительной вариации и принимают их за предельную погрешность однократного измерения силы поверяемым динамометром. В совокупности это обеспечит возможность создания и использования простого портативного прибора для поверки тяговых динамометров.where Δ ji is the absolute variation in the j-measurement (experiment) in the i-stage; F Pji - readings of the verified dynamometer during j-measurement by i-stage; δ ji - relative variation in the j-measurement of the i-step. Finally, from the data obtained, the maximum values of the absolute and relative variations are selected and taken as the maximum error of a single measurement of the force by a verified dynamometer. Together, this will make it possible to create and use a simple portable device for checking traction dynamometers.
Покажем правомерность формул, положенных в основу предложенного способа поверки динамометра.Let us show the legitimacy of the formulas underlying the proposed method for checking the dynamometer.
В соответствии с законом Гука [3]According to Hooke's law [3]
где F - сила, действующая на пружину сжатия в осевом направлении; К - коэффициент упругости (жесткости) пружины; - изменение длины пружины (продольная деформация). Выразим по формулеwhere F is the force acting on the compression spring in the axial direction; K is the coefficient of elasticity (stiffness) of the spring; - change in the length of the spring (longitudinal deformation). Express according to the formula
где n - число витков резьбы натяжного винта, на которые навинчена гайка, что соответствует числу оборотов гайки вокруг ее оси вращения; S - шаг резьбы.where n is the number of threads of the tension screw on which the nut is screwed, which corresponds to the number of revolutions of the nut around its axis of rotation; S - thread pitch.
Подставив (2) в (1), получимSubstituting (2) into (1), we obtain
Отсюда - из (3) -From here - from (3) -
Так как испытания проводят по ступеням, то силовая нагрузка одной ступени Fm при известном числе ступеней m может быть вычислена по формулеSince the tests are carried out in stages, the power load of one stage F m with a known number of stages m can be calculated by the formula
где FВПИ - верхний предел измерений поверяемого динамометра.where F VPI - the upper limit of measurements of the verified dynamometer.
Теперь подставим (5) в (4) и получим искомую формулуNow we substitute (5) into (4) and obtain the desired formula
где nm - целое число оборотов гайки вокруг ее оси вращения, соответствующее нагрузке одной ступени.where n m is an integer number of revolutions of the nut around its axis of rotation, corresponding to the load of one stage.
Для нахождения силы, приложенной к поверяемому динамометру, поступим следующим образом. Выразим n в (3) -To find the force applied to the dynamometer under test, we proceed as follows. Express n in (3) -
где Ni - порядковый номер i-ступени. После подстановки (7) в (3) искомая формула примет вид:where N i - serial number of the i-stage. After substituting (7) into (3), the desired formula will take the form:
где FЗi - заданная силовая нагрузка на поверяемый динамометр по i-ступени; Ni - порядковый номер i-ступени.where F Zi is the specified power load on the dynamometer under test in the i-stage; N i - serial number of the i-stage.
Практическое применение способа статической поверки тягового динамометра покажем на примере. Пусть имеется портативный прибор для испытания динамометров, оснащенный винтовым механизмом и цилиндрической пружиной сжатия. Его технические характеристики: S=2,5 мм, К=190 Н/мм. Требуется провести поверку тензометрического динамометра с ВПИ - FВПИ=25000 Н.We will show the practical application of the method of static verification of a traction dynamometer using an example. Consider a portable dynamometer tester equipped with a screw mechanism and a cylindrical compression spring. Its technical characteristics: S=2.5 mm, K=190 N/mm. It is required to verify the tensometric dynamometer with URL - F URL = 25000 N.
Решение и порядок выполнения поверки.Decision and procedure for performing verification.
1. Принимают: m=5 (принято для примера).1. Accept: m=5 (accepted for example).
2. Вычисляют nm по формуле (6) -2. Calculate n m according to the formula (6) -
3. Округляют nm до целого числа: nm=11.3. Round n m to an integer: n m =11.
4. Вычисляют FЗi по формуле (8):4. Calculate F Зi according to the formula (8):
для первой ступени -for the first stage -
для второй ступени -for the second stage -
для третьей ступени -for the third stage -
5. Проводят испытания.5. Conduct tests.
5.1. Навинчивая гайку на винт, сначала выбирают зазоры в винтовом механизме, а затем устанавливают ноль по способу «после разгрузки», при котором несколько нагружают поверяемый динамометр, затем плавно разгружают до нуля, что контролируют по показаниям поверяемого динамометра.5.1. When screwing the nut onto the screw, the gaps in the screw mechanism are first selected, and then zero is set according to the “after unloading” method, in which the verified dynamometer is loaded somewhat, then smoothly unloaded to zero, which is controlled by the readings of the verified dynamometer.
5.2. Проводят первый опыт в следующем порядке. Посредством ключа или рукоятки навинчивают гайку на винт. Выполнив 11 оборотов гайки вокруг ее оси вращения, фиксируют показание поверяемого динамометра и заносят в таблицу (результат: 5010 Н). Затем нагрузку снова увеличивают до следующей (второй) ступени - навинчивают гайку еще на 11 оборотов и записывают результат (10870 Н) и так далее до наибольшей нагрузки. Для краткости изложения материала в нашем примере (в таблице) представлено только три первых ступени. При достижении наибольшей нагрузки (14950 Н, что относится к третьей ступени) динамометр несколько перегружают, например, навинчивают гайку на винт еще на 3 оборота. После этого настолько же оборотов гайку свинчивают, фиксируют показания динамометра (результат: 16405 Н). Затем свинчивают гайку на 11 оборотов (результат: 10910 Н), то есть в обратном порядке плавно производят ступенчатую разгрузку и фиксируют показания поверяемого динамометра. Еще свинчивают гайку на 11 оборотов - результат: 5475 Н.5.2. Carry out the first experiment in the following order. Using a wrench or handle, screw the nut onto the screw. After completing 11 turns of the nut around its axis of rotation, the reading of the dynamometer being checked is recorded and entered in the table (result: 5010 N). Then the load is again increased to the next (second) stage - the nut is screwed on another 11 turns and the result is recorded (10870 N) and so on up to the highest load. For the sake of brevity, in our example (in the table) only the first three steps are presented. When the maximum load is reached (14950 N, which refers to the third stage), the dynamometer is somewhat overloaded, for example, screw the nut onto the screw for another 3 turns. After that, the nut is screwed in the same number of revolutions, the dynamometer readings are recorded (result: 16405 N). Then the nut is unscrewed by 11 turns (result: 10910 N), i.e. stepwise unloading is performed in the reverse order and the readings of the dynamometer under test are recorded. They also screw the nut 11 turns - result: 5475 N.
Далее аналогичным образом выполняют второй и третий опыты. Полученные результаты также показаны в таблице. Результаты (порядок цифр): по второму опыту - 5000, 10850, 15000, 16360, 10970, 5525; по третьему опыту-4980, 10880, 14900, 16465, 11030, 5545.Then the second and third experiments are performed in the same way. The results obtained are also shown in the table. Results (number order): for the second experiment - 5000, 10850, 15000, 16360, 10970, 5525; according to the third experiment - 4980, 10880, 14900, 16465, 11030, 5545.
6. Для каждого полученного показания поверяемого динамометра вычисляют абсолютные вариации по формуле (их значения в таблице даны в скобках - в графе «Показания поверяемого динамометра»)6. For each reading of the verified dynamometer, absolute variations are calculated using the formula (their values in the table are given in brackets - in the column “Indications of the verified dynamometer”)
Например, по первому опыту при нагрузкеFor example, according to the first experience with a load
7. Из всех опытов каждой ступени выбирают абсолютные вариации, имеющие максимальные значения Δjimах, как при нагрузке, так и разгрузке (в таблице они помечены курсивом).7. From all the experiments of each stage, choose the absolute variations that have the maximum values of Δ jimax , both at load and unload (in the table they are marked in italics).
8. Принимая во внимание Δjimах, вычисляют максимальные относительные вариации по формуле8. Taking into account Δ jimax , calculate the maximum relative variations according to the formula
Например, по первому опыту при нагрузке Δjimax=245 Н -For example, according to the first experiment with a load Δ jimax =245 N -
В завершение из полученных данных выбирают максимальные значения абсолютной и относительной вариации и принимают их за предельную погрешность однократного измерения силы поверяемым динамометром.Finally, from the data obtained, the maximum values of the absolute and relative variations are selected and taken as the maximum error of a single measurement of the force by a verified dynamometer.
Таким образом, предложен способ статической поверки тягового динамометра, в основу которого положены сравнительные испытания поверяемого динамометра с образцовым, которым является пружина сжатия с заранее известной жесткостью. При этом нагружение пружины осуществляется винтовым механизмом - посредством гайки, навинчиваемой на винт. В совокупности это позволяет обеспечить возможность создания и использования простого портативного прибора для поверки тяговых динамометров.Thus, a method for static verification of a traction dynamometer is proposed, which is based on comparative tests of a verified dynamometer with a reference one, which is a compression spring with a predetermined stiffness. In this case, the spring is loaded by a screw mechanism - by means of a nut screwed onto the screw. Together, this makes it possible to create and use a simple portable device for checking traction dynamometers.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ, ПРИНЯТЫЕ ВО ВНИМАНИЕSOURCES OF INFORMATION CONSIDERED
1. Лихачев В.С. Испытания тракторов: учеб. пособие для вузов / В.С. Лихачев. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1974. - 288 с., С.157-161.1. Likhachev V.S. Tests of tractors: textbook. allowance for universities / V.S. Likhachev. - 3rd ed., revised. and additional - M.: Mashinostroenie, 1974. - 288 p., S. 157-161.
2. Лихачев В.С. Испытания тракторов: учеб. пособие для вузов / В.С. Лихачев. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1974. - 288 с., С.157-161. - прототип.2. Likhachev V.S. Tests of tractors: textbook. allowance for universities / V.S. Likhachev. - 3rd ed., revised. and additional - M.: Mashinostroenie, 1974. - 288 p., S. 157-161. - prototype.
3. Трофимова Т.И. Курс физики: учеб. пособие для вузов / Т.И. Трофимова. - М.: Высш. шк., 1997. - 542 с., С.43-44.3. Trofimova T.I. Physics course: textbook. allowance for universities / T.I. Trofimov. - M.: Higher. school, 1997. - 542 pp., pp. 43-44.
Claims (8)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021108996A RU2763440C1 (en) | 2021-04-01 | 2021-04-01 | Method for static test of traction dynamometer |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021108996A RU2763440C1 (en) | 2021-04-01 | 2021-04-01 | Method for static test of traction dynamometer |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2763440C1 true RU2763440C1 (en) | 2021-12-29 |
Family
ID=80039807
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2021108996A RU2763440C1 (en) | 2021-04-01 | 2021-04-01 | Method for static test of traction dynamometer |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2763440C1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU493685A1 (en) * | 1974-09-03 | 1975-11-28 | Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Медицинского Приборостроения | Device for calibrating and checking dynamometric devices |
SU773467A1 (en) * | 1979-04-20 | 1980-10-23 | Одесская Научно-Исследовательская Станция Государственного Союзного Ордена Трудового Красного Знамени Научно-Исследовательского Тракторного Института | Apparatus for dynamic calibrating of dynamometers |
SU1064174A2 (en) * | 1982-03-31 | 1983-12-30 | Научно-Исследовательский И Конструкторский Институт Испытательных Машин,Приборов И Средств Измерения Масс | Device for checking pressure gauges and force-measuring pickups |
CN209656205U (en) * | 2019-05-21 | 2019-11-19 | 深圳市东华计量检测技术有限公司 | A kind of dynamometer calibrating installation |
-
2021
- 2021-04-01 RU RU2021108996A patent/RU2763440C1/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU493685A1 (en) * | 1974-09-03 | 1975-11-28 | Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Медицинского Приборостроения | Device for calibrating and checking dynamometric devices |
SU773467A1 (en) * | 1979-04-20 | 1980-10-23 | Одесская Научно-Исследовательская Станция Государственного Союзного Ордена Трудового Красного Знамени Научно-Исследовательского Тракторного Института | Apparatus for dynamic calibrating of dynamometers |
SU1064174A2 (en) * | 1982-03-31 | 1983-12-30 | Научно-Исследовательский И Конструкторский Институт Испытательных Машин,Приборов И Средств Измерения Масс | Device for checking pressure gauges and force-measuring pickups |
CN209656205U (en) * | 2019-05-21 | 2019-11-19 | 深圳市东华计量检测技术有限公司 | A kind of dynamometer calibrating installation |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN111680435A (en) | Notch part fatigue life prediction method and prediction device | |
RU2763440C1 (en) | Method for static test of traction dynamometer | |
Saprunov et al. | Prediction of viscoelastic material functions from constant stress-or strain-rate experiments | |
Bartel et al. | Creep and creep recovery response of load cells tested according to US and international evaluation procedures | |
KR102049510B1 (en) | Method for verifying dynamometer using module-type propeller test equipment | |
Bray et al. | Factors affecting the tightening characteristics of bolts: A factorial experiment was performed to analyze the tightening characteristics of bolt· nut-washer assemblies. Results were obtained by a testing machine designed for the purpose | |
CN105893709B (en) | A kind of assay optimization method of NC machine tool feed system ball-screw pretightning force | |
Foyer et al. | Measurement uncertainty evaluation of torque measurements in nacelle test benches | |
CN113777283A (en) | Method for directly measuring concrete stress of dam | |
RU2020114039A (en) | METHOD FOR CHECKING THE DYNAMOMETER FOR ACCURACY | |
JP5098995B2 (en) | Sensor characteristic correction device and material testing machine | |
Milosavljević et al. | Virtual Instrumentation for Load Cell–Calibration and Measurements | |
Fidelus et al. | Study on short-term creep effect and hysteresis for the HBM Z4A force transducer under compressive and tensile forces | |
US4279164A (en) | Metallurgical specimen tester | |
Bangi et al. | Torque wrench calibration and uncertainty of measurement | |
SU1162750A1 (en) | Method of checking hardness testers | |
CN114111695B (en) | Correction method for improving high-temperature strain measurement precision | |
CN113916441A (en) | Calibration device and calibration method of force sensor | |
Phansalkar et al. | On the Viscoelastic Property Measurement of Filled Polymers by Dynamic Mechanical Analyzer (DMA) | |
Ali Shneba et al. | Mehatronički pristup u razvoju novog modela deformetra | |
Gouveia et al. | EXPERIMENTAL UNCERTAINTY QUANTIFICATION OF A HEAVY-DUTY COMBUSTION ENGINE TEST BENCH | |
RU2418275C1 (en) | Method of measuring pressure | |
SU372466A1 (en) | METHOD OF MEASURING RESIDUAL STRESSES IN SURFACE LAYERS OF DETAILS | |
TaK et al. | Verifi cation results of Leeb hardness indicating devices from different manufacturers using the Leeb hardness reference voltage signal | |
Robertson | Novel Mechanical Test Specimens to Achieve Multiple Constant Elevated Strain Rates Simultaneously |