SE410226B - Forfarande for metning av mekaniska krafter och givare for metning enligt forfarandet - Google Patents

Description

_. vvnssse-2 10 15 20 25 Fig 2a visar normalkomposanten av den påverkande lcraften samt de härav alst- rade reaktionslcraftenxa från stöden. i Fig 2b visar en elastisk linjes deformation orsakad av lsrafterzza enligt fig 2a.

Fig 2c visar tvärsnittets välvning på grund av samma krafter. I fig 2b och 2c är deformationen symmetrisk.

Fig Ba visar tangentialkrafterna på axeln samt reaktionslcrafterrla från stöden.

Fig Bb och jo visar motsvarande defomationer. I detta fall är deformationen antisymmetrisk.

Fig 4a. visar summan av lcraftenxa i fig 2a och 3:a., vilket motsvarar belastningen ' enligt fig 1.

Fig 4b”och de visar motsvarande deformationer, summan av symmetrisk och anti- syumetrisk deformation.

Fig 5 visar axeln på. två stöd, varav det ena ej kan ta upp sidlaster.

Fig 6a visar krafterna, som förorsakas av att det ena stödet ej upptar sid- laster.

Fig 6b och 6c visar motsvarande defonnationer, vilka är symmetriska.

Fig 'Ia visar summan av lcrafterna från fig 4a och 6a, vilket motsvarar fallet enlig: rig 5. i Fig 7boooh 7c visar motsvarande deformationer.

Fig 8 visar en för utförande av förfarandet avsedd givare, delvis i toppvy, delvis i sektion.

Fig 9 visar vänstra delen och mitten av givaren enligt fig 8 i sidovy vinkel- rätt mot .fig 8.

Fig 9a visar ändvy av givaren, 9b, 9c visar tvärsnitt genom givaren i fig 9 i planen I-I respektive II-II. 10 15. 20 25 35 7709536-2 Fig 10 visar med mycket överdriven deformation ett snitt genom axeln i fig 5 med givaren insatt och axeln utsatt för lcraftpåverkan.

Fig 1 visar att en kort balk 10, som i föreliggande fall är axeln till en eller flera linskivor i en lyftanordning för hanar, hissar o d, är upplagd på två lika stöd 11, 12 och belastad med kraften F. Kraften tänkas angripa med en viss vinkel GÅ , och uppdelas i en mot axeln vinkelrät komposant FN och en med axeln parallell komposant F _. Kraftens angreppspunkt förutsättes ligga symmetriskt med avseende på stöden. Denna belastning visas i fig 4a, där även en elastisk linje E är inritad. I fig 4b visas överdrivet deformationen av denna. godtyck- ligt valda elastiska linje. Denna deformation kan delas upp i en symmetrisk och en antisymmetrisk deformation, fig 2b och Eb. Om vinkeln 60 i fig 2b mellan tangenterna 15, 14 i punkterna 1 och 2 utnyttjas som ett mått på. lcraftkomposan- ten F , inses, att endast den symmetriska deformationen ger ett bidrag till mätsigxaalen. vinkeln 91 i fig šb är noll på. grund av antisynmetri.. Punkterna 1 och 2 på den elastiska linjen har valts symmetriskt med avseende på. lcraftan- greppspunlcten. Av det ovanstående framgår, att vinkeln 62 i fig 4b blir - 6°+61=9°, dvs den blir oberoende av sidkraften FT.

Om det ena av stöden 11, 12 ej förmår ta upp ln-after i sidled, måste hela sid- gloraften FT tagas upp av det andra stödet, så som visas i fig 5.. Det belastnings- fall, som då uppstår visas i fig 7a. På., samma. sätt som beträffande fig 1, kan belastningen delas upp i en symmetrisk och en antisyxmnetrisk del. Det erhålles nu ett synmetriskt tillskott enligt fig 6a, vilket ger ett bidrag 65 till sig- nalen. Signalen blir nu 04=0°+01+93=0°+63_, eftersom 01=0 enligt ovan.

Utförda datorberälmingar och mätningar på en axel med diameter - 75 mm och med 90 mm mellan stöden samt belastad med FN - 6250 kg och FT - 0,07 FN ger upp- skattningsvis 0,02 < e3/9°< o,o5 dvs sidkraften FT ger ett fel på. 2-5 in Om man däremot mäter lcraften FN genom att utnyttja skillnaden mellan töjning- arna i punkterna 3, 4 och 5, 6, belägna symmetriskt i tvärsnitt 7, 8 i axeln, så. som visas i fig 5, kommer man att erhålla fel från belastningen enligt fig 6a, som är ungefär 6 gånger större. Att felen blir större vid ett sådant mät- förfarande framgår av fig 60 där tvärsnitt-ens 7, 8 välvning visas tillsammans med en elastisk linjes krökning. Som tidigare anförts ger enligt fig 2c endast den symmetrisk-a belastningen bidrag till mätsigialen, medan enligt fig Bo den aka.- 10 15 20 25 BO 35 .p77o9sza-2 4 antisymmetriska belastningen ej bidrager. Fig 6c visar att tvärsnitten defor- meras betydligt mer än den elastiska linjen, eftersom belastningen i fig Ga. är riktad åt samma håll som tvärsnittens deformation men vinkelrätt mot den elastiska linj ens deformation.

Im arznan fördel med att enligt uppfinningen nxäta vinkeln mellan två. tangenter till en elastisk linje är, att känsligheten för ändringar i kontaktytan. mellan stöd och balk samt ändring i ksraftangreppspuzzkten blir betydligt mindre vid mätning av tvärsnittsvälvningen. Som exempel kan anges, att vid den tidi- gare nämnda axeln med diameter 75 mm och med 90 mm mellan stöden ger en ändring av avståndet mellan stöden på. 6 9% vid mätning av en elastisk linjes deformation ett fel på. ca 6 %, medan vid mätning av tvärsnittsvälvningen fås ett fel på. ca 25 7%.

En för genomförande av förfarandet anpassad givare visas i fig 8. Givaren be- står av två expanderbara. fästdelar A1, A2 samt en mätdel B, som är anordnad mellan fästdelarna. I figuren är fästdelen A1 visad i snitt medan resten av figuren är en toppvy av givaren. Fästdelen består av två lika halvor e1, som vid sina är försedda med i givarens längdriktning fjädrande infästnings- element 20, 21, vardera bestående av två. symmetriska, i huvudsak triangulära, tunna skivor med topparna utförda som härdade spetsar 20a, 21 a. Mellan irxfäst- ningselementen är anordnat ett spår 22 för en elastisk ring 25, exempelvis en O-ring. O-ringen skall vid montaget styra givaren centriskt i ett hål D, visat i fig 9a, i den tidigare nämde. axeln, varvid hålet är borrat axiellt genom axeln. Fästdelshalvorna är förbundna med var sin fästplatta 24 i mätdelen B medelst tunna balkar, som i figurerna är betecknade med 25 och 26. llfitdelen B är uppbyggd av två. fästplattor 24, en vid vardera änden av mätdelen.

Fästplattorrxa är förbxmdna med varandra medelst ett liv 29, utformat som en platta, vars bredd framgår av fig 8 och 9c, medan dess tjocklek framgår av fig 9 och 90. I ett plan vinkelrätt mot livet är två lcraftkännande organ 51 anord- nade mellan fästplattorna. Dessa organ består av en sträva 52 av magnetostrik- tivt material, som med» sina ändar är fäst vid respektive fästplattor, exempelvis genom svetsning. Strävan är omgiven av en eller flera spolar 35 för alstring av ett magnetflöde i strävan och för avkänning av de flödeaändringar, som uppstår i denna när den utsättas för mekanisk kraftpåverkan, Alternativt kan de kraft- kânnande organen bestå. av trádtöjnixxgsgivare fastliumsde på. liknande strävar.

Centralt genom mätdelen B går ett axiellt hål 54 för en genomgående vridstång 55 som medelst en spår-ring 27 i ett spår 28 i livet 29 hållefl 81181117 fixera-Ö-

Claims (5)

1o 15 20 25 5 3 37709536-2 utan att aaaa rotation i hålet förhindras. vriaatångan 'ar via sina andar ovridbart förbunden med en slm-:uv 36, somär gängad genom ett kilorgan 37 och frilöpande förd genom en bygel 38, som med sina ändar enligger mot fästdelen A1. Kilorganet förskjutbart anordnat i fästdelen där det samverkar med ett med fästdelen fast förbundet andra kilorgan 39. De båda kilorganen är så. ut- förda och anordnade, att när sln-uven vrides för-skjutas det först nämnda kil- organet 37 i förhållande till det andra och ástadkonuner att de båda fästdels- halvorna pressas isär. Vid denna. rörelse tryckas spetsarna 20a och 21a in i hålväggen och låser fast givaren i hålet. Genom anordning-en med en genomgående vridstâng kommer de båda. fästdelarna att låsas fast samtidigt och i huvudsak lika mycket. I givsrens i fig 8 visade högra ände finns ett motsvarande andra kilorgan 37a som även det är gänget invändigt och anordnat på en skruv 36a. Slmuvarna 36 och 36a. är gängade åt .motsatta håll. När sloruven 36 vrides exempel- vis medurs förflyttas kilorganet 37 åt vänster och pressar isär fästdelehalvorna a1. Slmuvens vridrörelse överföras medelst vridstången 35 till den högra skru- ven 36:. så ett båda. skruvarna. roterar åt samma håll. Men eftersom den högra skruven är gängad åt motsatt håll, komer det högra kilorganet att röra sig åt höger och pressar isär fästdelehalvorna a2 på. samma sätt som vid givarens vänstra ände. Fig 10 visar i schematisk form hur en balk 10 enligt fig 5 är försedd med ett axiellt borrat hål I) i balkens nedre del. I hålet är insatt en givare symmet- riskt i förhållande till den' páverkande kraften F. Givaren fastspänd medelst fästdelarna. A1 och A2. vid infästningen orienteras givaren så., att livet 29 står vinkelrätt mot lcreften F. De både. fästdelarna komer att följa vinkeländ- ringen hos. den elastiska linje i hålväggen som tangerar de härdade spetsama. Genom sammansättning -avdutsigxlalerraa från de båda kraftkännande organen 31 kan den tidigare angivna vinkeln 90 bestämma och därmed också. den sökta lcraften FNI PATENTKRAV

1. Förfarande för att vid Icraftpåverkan på. maskinelement i form av korta. bal- _ kar, korta axlar etc, som är upplagda på två. stöd, mäta normalkompoeanten av påverkande lcrafter (F) i huvudsak oberoende av uppträdande tangentialkomposanter av krafterna, k ä. n n e t e c k n a. t därav, att i nämnda maskinelement (10) borras ett längsgående hål (D) och att i hålet införes och fastspäzmes en givare (A1, A2, B) för mätning av den av lmaftenzas nonnalkompoeanter (FN) förorsakade ändringen av vinkeln (eo) mellan tva tangenter (15, 14) till en elastisk linje (E) i hâlväggen, varvid givaren placeras så., att nänmda. tangenters tangerings- ptmkter (1, 2) med nämnda elastiska linje är belägna. symmetriskt i 'förhållande till ett symmetriplan till de påverkande lccafterna. - .vfzoøsze-z -\ e

2. Givare för nätnixzg av mekaniska lcrafter enligt förfarandeti patentlcrav 1, k ä. n n e t e c k n a. d därav, att den består av två. eaqanderbara V - fäei-.aeler (A1, 42) för imäetning ev givaren i ett företräaeevie eirxeuiärt hål (D) i axeln parallellt med axelns längdriktning, samt en mätdel (B), som är anordnad mellan fästdelarna och förbunden med dessa medelst tunna balkar (25, 726), som ärpstyva i lcraftrilctníngen och veka vinkelrätt däremot.

5. Givare enligt patentlcravet 2, k ä n n e t e c k n a d därav, att fäst- delarna (A1, A12) består av två lika. halvor (a.1, a2), var och en förbunden med mätdelen medelst nämde. turma balkar och försedda med två. på. aociellt avstånd från verenaee belegne, i giverene langaemning fiäarenae 'infäefningeelement (20, 21), varderalaestâende av två symmetriska., i huvudsak triangulära, tunna skivor (20, 21) med härdade spetsar (20a, 21a) vid toppvinklarnznför ingrepp med hålytan samt ett mellan infästningselementet anordnatspår (22) för en mot hålytazz vid montaget styrande ring (25) av elastiskt material.

4. Givare enlig-t patentkraven 2-5, k ä n n e t e ck n a. d därav, att mätdelen (B) omfattar två på axiellt avstånd från varandra belägna. fästplattor (24) mellen vilke. är enermmae aele ett liv (29) för mekeniek eemmeemållzdng 'av fästplattorna, dels lcraftkännande organ (51). i

5. Givare enligt patentlcravet 4, k ä. n n e t e 'c k n a d därav, att de kraftkännande organen (51) består av en sträva (52) av magxetostriktivt mate- riel, meet men sme anser via fäetplettem (24) een röreeaa med linanmgar (55) för alstring av ett magnetflöde i strävan och för avkänning av de flödes- iändringar, som uppstår i denna när den utsattes för mekanisk kraftpåverkan, -_ varvid antingen mätdelen i övrigt är utförd av ferromagnetiskt material eller speciella återgångsbleck är anordnade för indivuduell slutning av de båda mät- flödena. 6, Givare enligt patentkravet 4, k ä n n e t e o k n a d därav, att de lu-aftkännande organen innehåller trâdtöjningsgivare. _ ANFÖRDA PUBLIKATIONER: , Betenkn1ng angående nordisk patentLovgívn-ing. ... /Oslo/ 1964 (Nordisk udredningsserie. NU. 19ó3zó), p. 96-97.