SU1185129A1 - Тензорезисторный датчик силы - Google Patents

Abstract

1. ТЕНЗОРЕЗИСТОРНЫЙ ДАТЧИК СИЛЫ, содержащий цилиндрический корпус с внутренним выступом, крышку, мембрану, упругий элемент с тензорезисторами , в котором несущее кольцо сопр жено с его силоввод щей и опорной част ми посредством тонкостенных цилиндрических оболочек, а опорна  часть выполнена в виде кольца , отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности измерени  знакопеременных усилий, в него введены кольцо и нажимна  гайка, а опорна  часть упругого элемента выполнена в виде цилиндрической оболочки с двум  концентрическими выступами на ее внешней поверхности у торцов и кольцевым по ском на ее внутренней поверхности, расположенным между первым концентрическим выступом-и серединой высоты цилиндрической оболочки и соедин ющим опорную часть с тонкостенной цилиндрической оболочкой упругого элемента, причем оба концентрических выступа цилиндрической оболочки опорной части упругого элемента контактируют с соответствующими концентрическими выступами, выполненными на внутренней цилиндрической поверхности корпуса, при этом опорна  часть упругого элемента в зоне первого концентрического выступа жестко закреплена в радиальном направлении между выступом корпуса и кольцом, а в осевом направлении между корпусом и нажимной гайкой. 2.Датчик по п. 1, отличающ и и с   тем, что, с целью обеспе- чени  надежности закреплени  опорной части упругого элемента в осевом направлении , внутренн   цилиндрическа  i поверхность крышки и наружна  поверхность корпуса в зоне соединени  с на (/) жимной гайкой выполнены ступенчатыми, причем толщина цилиндрической части в зоне первого концентрического выступа корпуса не превышает двух шагов резьбы, выполненной на ее внутренней поверхности, а диаметр внутренней цилиндрической поверхности крышки мень00 ше диаметра цилиндрической поверхел ности корпуса на величину, соответствующую посадке крышки -в корпус с i3 нат гом. 3,Датчик по п. 1, отличаюсо щийс  тем, что, с целью повышени  технологичности сборки, номинальный диаметр соединени  первого выступа корпуса и соответствующего выступа цилиндрической оболочки опорной части упругого элемента больше номинального диаметра соединени  вторых выступов , расположенных на поверхност х указанных деталей, а глубина резьбы на внутренней поверхности корпуса превышает высоту этих выступов не менее, чем в 1,5 раза.

Description

11 Изобретение относитс  к силоизмерительной технике и может быть использовано дл  измерени  с высокой точностью знакопеременных усилий в испытательных стендах, системах взве шивани  масс. Цель изобретени  - повышение точности измерени  знакопеременных усилий . На фиг. 1 схематически изображен да чик, разрезанный осевой плоскостью,общий вид;на фиг. 2 - характер деформировани  опорной части упругого элемент при работе датчика на сжатие; на фиг. 3 - то же, при работе датчика на раст жение-, на фиг. А - резьбовое соединение корпуса датчика с нажим-ной гайкой без крышки; на фиг. 5 то же, с нажимной гайкой и крышкой; на фиг. 6 - положение опорной части упругого злемента до сборки с корпусом датчика; на фиг. 7 - то же, поеле сборки с корпусом датчика. Датчик содержит корпус 1, силоввод щую 2 и опорную 3 части упругого элемента, соединенные с несущим кольцом 4 с помощью тонких цилиндрических оболочек 5 и 6. На концентрических ребрах 7 и 8 расположены винто вые тензорезисторы 9 и 10; На опорной части 3 упругого злемента, представл ющей собой цилиндрическую оболочку , выполнены первый и второй кон центрические выступы 11 и 12, контактирующие с такими же выступами 13 и 14 на внутренней поверхности корпуса. По сок 15 опорной части упругого элемента соединен с тонкой цилиндрической оболочкой 6. Концентрический выступ 14 в радиальном направлении закреплен между выступом 13 корпуса и кольцом 16. В осевом направлении опорна  часть 3 упругого элемента закреплена между корпусом 1 и нажимной гайкой 17. На верхнюю часть 18 корпуса 1 с нат гом насажена крышка 19. Мембрана 20 закреплена с помощью колец 21 и 22. Датчик работает следующим образом . При приложении сжимающего усили  F силоввод ща  часть 2 (фиг. 1) через оболочку 5 передает это усилие .несущему кольцу 4, которое изгибаетс  под действием сжимающего усили  концентрические ребра 7 и 8 поворачиваютс , при этом навитые с нат гом 292 тензорезисторы 9 раст гиваютс , а тензорезисторы 10 сжимаютс . По сок 15 (фиг. 2), соединенней с оболочкой 6, деформирует оболочку части 3, Наличие концентрических выступов 11 и 12 на опорной части упругого элемента обеспечивает несоприкосновение цилиндрической оболочки опорной части с корпусом 1 датчика, а следовательно, исключает трение между корпусом датчика и деформируемой в процессе работы датчика опорной частью упругого элемента . Расположение по ска 15 между первым выступом 11 и серединой высоты цилиндрической оболочки опорной части 3 упругого элемента исключает перемещение нижнего выступа 11. Перемещение же первого выступа 11 устранено закреплением его между кольцом 16 и выступом 13 на внутренней поверхности корпуса. Таким образом, отсутствует относительное перемещение опорных поверхностей, исключаетс  сухое трение на этих поверхност х и повышаетс  точность датчика. При приложении раст гивающего усили  F датчик работает аналогично тому, как при сжимающем, при этом тензорезисторы 9 сжимаютс , а тензорезисторы 10 раст гиваютс . Дл  предотвращени  перемещени  упругого элемента в осевом направлении опорна  часть 3 упругого элемента закреплена между корпусом 1 и нажимной гайкой 17, Так же как и при действии сжимающего усили  указанными конструктивными решени ми исключаетс  относительное перемещение опорных поверхностей при воздействии раст гивающего усили  (фиг. 3). Надежное закрепление опорной части упругого элейента в осевом направлении , что особенно важно при действии знакопеременных усилий, осуществлено за счет того, что корпус 1 имеет участок 18 малой радиальной жесткости. При завинчивании нажимной гайки 17 между резьбовыми поверхност ми корпуса и нажимной гайки возможен зазор (фиг. 4), который дает возможность некоторого осевого перемещени  опорной части упругого элемента под действием знакопеременных усилий. После завинчивани  нажимной гайки 17 участок 18 корпуса 1 деформируетс  в радиальном направлении крышкой 19 за счет ее сопр жени  с поверхностью корпуса IK) посадке с нат гом на участке 18 (фиг. 5), в результате чего зазор па этом участке исключаетс  и нажимна  т-айка не может переместит с  в осевом направлении. Малую радиальную жесткость участка 18 корпуса 1 можно обеспечить, если толп1ина его минимальна , но достаточна  дл  удовлетворени  услови  прочности этого участка. Исход  из этого можно рекомендовать толщину участка 18 не более двух шагов резьбы, выполненной на внутренней поверхности корпуса . 294 Дл  осуществлени  сборки упругого элемента и корпуса используетс  нажимна  гайка 17 (фиг. 6). Номинальный диаметр соединени  верхних выступов 11 и 13 соответственно опорной часту упругого элемента и корпуса больше номинального диаметра соединени  нижних выступов 12 и 14, а глубина резьбы Кр превьшает высоту выступов ( не менее чем в 1,5 раза. Это позвол ет исключить контакт при сборке выступа 12 опорной части с выступом 13 корпуса, повышает технологичность сборки датчика. $$

7 Г2 6 1

ffu3. J

Claims (3)

1. ТЕНЗОРЕЗИСТОРНЫЙ ДАТЧИК СИЛЫ, содержащий цилиндрический корпус с внутренним выступом, крышку, мембрану, упругий элемент с тензорезисторами, в котором несущее кольцо сопряжено с его силовводящей и опорной частями посредством тонкостенных цилиндрических оболочек, а опорная часть выполнена в виде кольца, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения знакопеременных усилий, в него введены кольцо и нажимная гайка, а опорная часть упругого элемента выполнена в виде цилиндрической оболочки с двумя концентрическими выступами на ее внешней поверхности у торцов и кольцевым пояском на ее внутренней поверхности, расположенным между первым концентрическим выступом и серединой высоты цилиндрической оболочки и соединяющим опорную часть с тонкостенной цилиндрической оболочкой упругого элемента, причем оба концентрических выступа цилиндрической оболочки опорной части упругого элемента контактируют с соответ ствующими концентрическими выступами, выполненными на внутренней цилиндрической поверхности корпуса, при этом опорная часть упругого элемента в зоне первого концентрического выступа жестко закреплена в радиальном направлении между выступом корпуса и кольцом, а в осевом направлении между корпусом и нажимной гайкой.

2. Датчик поп. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью обеспе- чения надежности закрепления опорной части упругого элемента в осевом направлении, внутренняя цилиндрическая поверхность крышки и наружная поверх- о ность корпуса в зоне соединения с нажимной гайкой выполнены ступенчатыми, причем толщина цилиндрической части в зоне первого концентрического выступа корпуса не превышает двух шагов резьбы, выполненной на ее внутренней поверхности, а диаметр внутренней цилиндрической поверхности крышки меньше диаметра цилиндрической поверхности корпуса на величину, соответствующую посадке крышки -в корпус с натягом.

3. Датчик поп. ^отличающийся тем, что, с целью повышения технологичности сборки, номинальный диаметр соединения первого выступа корпуса и соответствующего выступа цилиндрической оболочки опорной части упругого элемента больше номинального диаметра соединения вторых выступов, расположенных на поверхностях указанных деталей, а глубина резьбы на внутренней поверхности корпуса превышает высоту этих выступов не менее, чем в 1,5 раза.

SU „1185129

I