SU1093262A3 - Динамометрическое устройство - Google Patents

Abstract

1. ДИНАМОМЕТРИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО , содержащее по меньшей мере одну измерительную  чейку, включающую в себ  два измерительных элемента , выполненных в виде стержней, оси которых параллельны, и жестко св занные с концами измерительных элементов три последовательно расположенных соединительных элемента с опорными зонами дл  приложени  измер емой силы и регистрации реакции, отличающеес  тем, что, с целью обеспечени  универсальности, соединительные элементы выполнены дискообразными и расположены соосно, :а опорные зоны дл  приложени  измер емой силы и регистрации реакции лежат в плоскости, проход щей через оси измерительных элементов. 2.Устройство по п. 1, о т л ичающеес  тем, что средний соединительный элемент закреплен во втулке и вьтолнен с вырезом дл  прохода через него измерительного элемента . 3.Устройство ndn. 1, отличающеес  тем, что оно выполСУ ) нено из нескольких  чеек, соединенных между собой соосно посредством соединительных элементов и расположенных зеркально относительно друг друга.

Description

1 Изобретение относитс  к области устройств, используемых дл  контрол и определени  силовых параметров пр испытании систем, нагружаемьк силам и крут щим моментом. Известно динамическое устройство содержащее, по,меньшей мере одну изм рительную  чейку, включающую в себ  два измерительных элемента, выполне ных в виде стержней, оси которых параллельны, и жестко св занные с концами измерительных элементов три последовательно расположенных соеди . нительных элемента стопорными зонам дл  приложени  измер емой силы и регистрации реакций f 1 . Недостатком указанного устройств  вл етс  невозможность его- использовани  в различных устройствах с различными схемами приложени  усилий . Цель изобретени  - обеспечение универсальности. Указанна  цель достигаетс  тем, что в динамометрическом устройстве, содержащем по меньшей мере одну измерительную  чейку, вклхочающую в себ  два измерительных элемента, выполненных в виде стержней, оси которых параллельны, и жестко св занные с концами измерительных элементов три последовательно расположенных соединительных элемента с опорными зонами дл  приложени  йзме р емой силы и регистрации-- реакции., соединительные элементы выполнены дискообразньми и расположены соосно а опорные зоны дл  проложени  измер емой силы и регистрации реакции лежат в плоскости, проход щей через оси измерительньк элементов. Кроме того, средний соединительн элемент за1 реплен; во ,втулке -и выполнен с вырезом дл  прохода через него измерительного элемента.. Кроме того, динамометрическое; устройство выполнено из нескольких  чеек, соединенных между собой соос но посредством соединительных Злементое и расположенных зеркально относительно друг друга. На фиг. 1 показана конструкци  динамометрического устройства; на фиг. 2 - то же, продольный разрезJ на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 2J на фиг. 4 - механические силы смонтированного согласно фиг. 1-3 динамометрического устройства; на 2 фиг. 5 - устройство с механической модельюJ на фиг. 6 - вариант сборки нескольких элементарных рамочных конструкций; на фиг. 7 - то же, второй вариант; на фиг. 8 - то же, третий вариантJ на-фиг. 9 - то же, четвертый вариантJ на фиг. 10 - монтаж варианта фиг. 7J на фиг. 11 разрез Б-Б на фиг. 10 на фиг. 12 фиг . 9, частично в разрезе на фиг. 13 - разрез В-В на фиг. 12. На фиг. 1-3 показана форма исполне .ни  динамометрического устройства согласно изобретению. Динамометри ческое устройство состоит из удлиненного измерительного элемента 1 и укороченного измерительного элемента 2, а также из центрального тела 3. Измерительные элементы 1 и 2 посредством соединительных элементов. 4 и 5 присоединены к конструктивным узлам. Соединительный элемент 4 вы-полнен в качестве опорной св зи устройства , а соединительный элемент 5  вл етс  диском, которьй содержит соответствующий измерительному элементу t вырез и подогнан к распело- ; женной в кронштейне подшипника 6 втулке 7. Удерживающий соединительный элемент 4 кронштейн подшипника 8 закреплен на фундаментной плите 9, удерживающий втулку 7 .кронштейн подшипника 6 закреплен при промежуточном включении распорных элементов 10 и 11 на грузонесущей конструкции 12. Измерительные элементы через кабель 13 соединены с измерительным прибором. Измерительные элементы 1 и 2 выполнены в виде .Цилиндрических тел и относительно геометрической оси динамометрического устройства размещены по ее обеим сторонам. Центральное тело 3  вл етс  диском, диаметр которого меньше внутреннего диаметра втулки 7. Центральное тело 3 жестко соединено с концами измерительных элементов 1 и 2. Центральное тело 3 из готавливаетс  из двух деталей, которые обрабатываю.тс  вместе с измерительными элементами 1 и соответственно 2. Удлиненный элемент 1 с соединительным элементом 4 и нижней частью центрального тела выполнены за одно целое, в то врем  как друга  часть образуетс  укороченным измерительным элементом 2, соединительным элементом 5 и верхней частью центрального тела 3. После обработки обе части соедин ютс  посредством неразъемного соединени  в одну жесткую систему. Соединитель ные элементы А и 5 могут изготовл тьс  также в качестве отдельных деталей, в этом случае происходит соединение с измерительными элементами 1 и 2 путем гор чего прессового соединени . Соединительные элементы могут быть многогранными и призматическим телами, а центральное тело 3 может быть выполнено в виле любого жесткого элемента. На фиг, 4 представлена принципиальна  схема распределени  сил показанной на фиг. 1-3 формы исполнени . Измер ема  сила Р, котора  через втулку 7 воздействует на соединительный элемент 5, вызывает в месте монтажа пару сил P-j-P. В качестве внутренней реакции действует сила Ро на плече 1р, в результате, возникает реактивный момент, посред ством которого втулка 7 удерживаетс  параллельно геометрической оси .14, в то врем  как сила Р через соответствующее эксцентриситету 2. плечо образует в измерительном элементе 1 скручивающий момент. Соедин тельный элемент 5 работает как напр женна  на одном конце стрела, однако вследствие своих геометрических размеров должна рассматриватьс  как абсолютно жестка . В уко роченном измерительном элементе 2, который жестко соединен с центральн телом 3 и с соединительным элементо 5, вызываетс  в одном из двух концо напр женной стрелы также изгибающий момент. Этот момент перпендикул рен продольной оси измерительного элемента 2 и имеет в плоскости, срезанной проход щей через Р плоскость скрученного измерительного элемента 2, величину нуль. В местах присоеди нени  его величина максимальна. В точке, соедин ющей центральное тело и измерительный элемент 2 друг с др гом, изгибающий момент по вл етс  на центральном теле 3 в качестве скручивающего момента и его реакци  возникает в точке присоединени  измерительного элемента 1. Путем правильного выбора геометрических размеров динамометрического устройства может быть достигнута &24 абсолютна  жесткость центрального тела 3. Скручивающий момент измерительного элемента 2 в то врем , как он воздействует на один конец центрального тела перпендикул рно геометрической оси 14 и перпендикул рно оси, пересекающей ось измерительного элемента, нагружает центральное тело 3 на изгиб. На его другом конце вызываетс  противоположный реактивный момент, которьй вызывает кручение в измерительном, элементе 1. Возникающие напр жени   вл ютс  функци ми поперечного сечени  S 1йсмента инерции I а также экваториальных и пол рных факторов поперечного сечени  (К иКр) рительных элементов 1 и 2 и завис т также от свойств материала. Приведенные факторы 9предел ют прочностные свойства измерительных элементов 1 и 2. Другой конец удлиненного измерительного элемента 1 примыкает к соединительному элементу 4 и вызывает в нем соответствующую эксцентриситету I -, реактивную силу R. Параллельность этого элемента геометрической оси 14 обеспечиваетс  путем момента, произведенного парой сил на плечо Бр. Это есть внутренн   нагрузка конструкции и она не имеет ничего общего с проход щими между силами Р и R процессами. Жестка  рамочна  конструкци  могла бы в результате действи  сил Р и R (действующего на плечо Lp пары сил) вращатьс  вокруг оси,.лежащей в определенной измерительными элементами 1 и 2, а также геометрической осью 14 плоскости и расположенной перпендикул рно ей. Это предотвращаетс  путем возбужденных в конструкции сил Pg и Rjj (действующей на плечо Lp пары реактивных сил). На фиг. 5 по сненное на фиг. 4 соотношение сил, введенное в цапфах оси согласно фиг. 1-3. Сила Р действует на наружную оболочку втулки 7 с диаметром Dp. Внутри конструкции размещены измерительные элементы 1 и 2, а также центральное тело 3, которое через соединительные элементы 4 и соответственно 5 соединены с прочими част ми конструкции. На имеющую диаметр D:- оболочку образованного в качестве части.цапфы соедиJ1 нительного элемента 4 действует реактивна  сила R. У конструкции согласно фиг. 1-5 линии действи  силы Р и реактивной силы R не совпадают. Это означает, что конструкци  относительно линии действи  силы Р не симметрична. Этот недостаток может быть устранен если из указанных рамочных конструк ций попарно составить несколько. Соединение может осуществл тьс  раз личным образом. Дл  этого показаны примеры на фиг. 6-9. Соединение может осуществл тьс  с центральными телами (фиг. 6), с примыкающими к измерительным элемен там 1 соединительными элементами 4 (фиг. 7) или с примыкающими к измерительным элементам 2 соединительными элементами 5 (фиг. 8). Соедине ние элементов можно так«е комбиниро вать. Так, на фиг. 9 показано, например , соединение центрального тела с примыкающим к измерительному элементу 2 соединительным элементом- 5. Если обе элемен -арные конструкции согласно фиг. 6 у центральных тел соедин ютс  друг с другом, то центральные тела 3 должны св зыватьс   друг с другом. Соединение 15 может быть выполнено в качестве разъемног соединени , однако может быть и сва ным. Центральные теЛа 3 изготовл тьс  также из одного куска (наиболее благопри тное решение). Система загружена концентрированным силами Р и может, рассматриватьс  как подперта  с двух концов или напр женна  стрела. Силы Р и Р могут быть также равнодействующи ми системы сил. 1 Обе рамочные конструкции могут соедин тьс также с примь каюпщмн к измерительным элементам соединитель ными элементами 4 (см. фиг. 7). Зде соединительные элементы 4 прикреплены друг к другу соединением 15 и/или соединительной втулкой 16. Предпочтительно изготовл ть соединительные элементы 4 из одной детал Обе различные конструкции могут быть присоединены также к св зывающим элементам 5, присоедин емым к обоим укор ученным измерительным эле ментам 2. Эта форма исполнени  требует особой аккуратности, так как должны быть обеспечены абсолютна  жесткость и отсутствие трени . Соединение осуществл етс  здесь также с помощью.соединени  15 или втулки 16. Конструкци  подперта с двух сторон или напр жена и в середине может загружатьс  одной или несколькими концентрированными и соответственно распределенными силами. Элементарные рамочные конструкции могут соедин тьс  друг с другом также комбинацией указанных способов. На фиг. 9 показано соединение рамочных конструкций с центральными телами а также с примьжающими к измерительным элементам 2 соединительными элементами 5. Центральные тела 3 соединены друг с другом соединением 15, соединительные элементы 5 соединительной втулкой 16. При этом возникают реактивные силы R и R , которые проход т приблизительно симметрично линии действи  Р. Из по сненных вариантов лишь представлен ше на фиг. 6 и 8 пригодны дл  решени  специальных задач. В представленном на фиг. 6 решении загруженные измерительными элементами силы Р и Р могут быть различными по величине. Это решение целесообразно , если в задаче измерени  величина сил Р и р должна определ тьс  раздельно, так как однократно и двукратно прочеркнута  система может быть выполнена в качестве самосто тельных измерительных систем. Реактивные силы R и R наход тс  под вли нием соединени  центральных тел 3, посредством которого осуществл етс  определенное уравновешивание. Последнее зависит от соотношений симметрии систем (пригодно дл  специальные задач). Схожим  вл етс  также показанное на фиг. 8 решение, при котором сила Р воздействует не симметрично, так что реактивные силы также не симметричны. Это отклонение должно учитыватьс  при определении размеров систем. Показанные на фиг. 7 н 9 устройства могут примен тьс  дл  большей части задач измерени . Выполнение измерительных систем согласно фиг. 7 на практике нагл дно изображено на фнг. 10 и 11. Показаны конструкции крюка, элементарные рамочные конструкции расположены по обеим сторонам крюка крана 17. Соединительные элементы 5 7109 размещены со втулками 7 в бугел х 18крана. В наход щемс  между соединительными элементами 5 блоке 19объединены соединительные элементы 4. Реактивна  сила R действует в осевой линии крюка 20, силы Р и р лежат в плоскости симметрии буге л  18 (на принцип работы не вли ет то, что сила Р и реактивна  сила R здесь переставлены,.так как у подъемных механизмов полезна  сила  вл етс  подн той весовой силой, котора  про вл етс  в качестве реактивной силы). . Во втулках 7 наход тс  соединительные элементы 5, а также измерительные элементы 1 и соответственно которые соединены центральными тела ми 3. Измерительные элементы, как и цен ральные тела 3 действуют вследствие . жесткого соединени  как одно тело.

57 2

А Показанное на фиг. 10 и 11 сдвоенное динамометрическое устройство функционирует вследствие этого как крючковый бугель и одновременно воспринимает возникающую силу. Практическое исполнение, представленное на фиг. 9, принципа показано на фиг. 12 и 13. При этом измерительные элементы 1, как и соединительные элементы 4 и COOTBIETственно 5, размещены симметрично по обеим сторонам центральных тел -3, Таким образом, устройство согласно изобретению делает возможной передачу сил между различными част ми конструкции. Одновременно может производитьс  нагрузка на сдвиг и изгиб, что делает возможным применение механического напр жени  дл  целей тexник измерени .

gDtje.7

фиг.в

.fO

7 7

. уж/ттт.

фие. // if

Claims (3)

1. ДИНАМОМЕТРИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее по меньшей мере одну измерительную ячейку, включающую в себя два измерительных элемента, выполненных в виде стержней, оси которых параллельны, и жестко связанные с концами измерительных элементов три последовательно расположенных соединительных элемента с ряемой силы и регистрации реакции, отличающееся тем, что, с целью обеспечения универсальности, соединительные елементы выполнены дискообразными и расположены соосно, :а опорные зоны для приложения измеря емой силы и регистрации реакции лежат в плоскости, проходящей через оси измерительных элементов.

2. Устройство по п. 1, о т л ичающееся тем, что средний соединительный элемент закреплен во втулке и выполнен с вырезом для прохода через него измерительного элемента.

3. Устройство πό π. 1, о т л ичающ’ееся тем, что оно выполнено из нескольких ячеек, соединенных между собой соосно посредством соединительных элементов и расположенных зеркально относительно друг

SU <,, 1093262