SU68716A1 - Прибор дл определени изгибающих моментов - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к широко известным в технике приборам дл  измерени  различного рода деформаций и усилий, использующим угольные пластины, измен ющие свое электрическое сопротивление под вли нием действующих на них усилий.

Предлагаемый прибор дл  определени  изгибающих моментов отличаетс  тем, что угольные пластины зажаты между консольными плечами обоймы прибора в цел х измерени  нар ду с силами зажати  также и изгибающих моментов в месте зажати .

На фиг. I изображен предлагаемый прибор в продольном разрезе, на фиг. 2 - схема установки прибора дл  производства измерений, на фиг. 3-4 - схемы включени  прибора в цепь электрического измерительного устройства.

Прибор состоит из стальной обоймы образованной центральной призматической стойкой 7, двум  парами боковых консольных плеч 2, изготовленных за одно целое со стойкой 7. Между каждой парой боковых плеч 2 имеетс  по одному столбику из угольных пластин 3, помещенных в эбонитовых или из другой пластмассы обоймах 4. С одной стороны эти угольные столбики опираютс  на нижние плечи 2, а сверху на них нажимают верхние плечи 2. Давление верхних плеч 2 на угольные столбики передаетс  через круглые пластины 5 с цилиндрическими выступами, имеющими закругленные головки 6. К угольным пластинам J, из которых собраны столбики, сверху и снизу прижато по медной пластине. К пластинам припа ны провода 7, предназначенные дл  включени  угольных столбиков в электрическую цепь измерительного устройства. Если обойму прибора подвергнуть давлению внешних сил, то призматическа  стойка 7 будет сжиматьс  и кажда  пара боковых плеч 2 будет в свою очередь сжимать угольные столбики, а под вли нием этого сжати  будет измен тьс  омическое сопротивление угольных столбиков. Измер   изменение сопротивлени  угольных столбиков с требуемой точностью, можно определить величину сил, действующих на обойму.

Первоначальное нажатие угольных столбиков осуществл етс  посред309

ством шайбочек f, надетых на цилиндрические выступы а пластинок 5 и нажимающих на эти пластинки. Шайбочки могут быть повернуты посредством ключа.

Непосредственное воздействие внешней силы воспринимаемое центральной стальной призматической стойкой 7, позвол ет замер ть значительные силы от нескольких килограммов до нескольких тонн и даже дес тков тонн.

При этом деформации угольного столбика имеют ничтожную величину исчисл емую в 0,01-0,02 мм при максимальной нагрузке.

Габаритные размеры прибора при максимальной нагрузке до 10-15 т остаютс  незначительными. Это позвол ет размещать прибор, где силы сжати  довольно значительны, например , в местах закреплени  лопаток паровых турбин и т. п. Возможно применение его также дл  замеров давлений на кулачки в клапанных регулирующих устройствах и опорных подшипниках , а также во всех случа х, где нар ду с малыми размерами прибора требуетс  незначительна  деформаци  его под действием силы (чтобы не нарушались взаимные рассто ни  между элементами механизмов).

Прибор может быть применен такл е дл  замеров изгибающих моментов в местах закреплений (заделок) элементов различных машин и механизмов . Если корпус прибора вставлен между лопатками турбины, на которые действуют изгибающие моменты , то момент реакции будет восприниматьс  корпусом, так как на один из двух угольных столбиков будет действовать большее усилие (на величину ), а на другой столбик соответственно меньшее (на величину -Ар). При этом величина Ар1, т. е. произведение избыточного усили  на плечо /, представл ющее собой рассто ние между центрами угольных столбиков, будет равна изгибающему моменту М.

Электрический принцип действи  прибора позвол ет производить измерени  названных величин в значительном удалении от указывающих и регистрирующих приборов, 310

а также и на вращающихс  част х различных машин. В последнем случае импульсы могут передаватьс  через контактные кольца на валу машины и неподвижные щетки, скольз щие по контактным кольцам.

Электрический принцип действи  прибора позвол ет многократно и значительно усил ть получаемые импульсы , будь они посто нные или переменные по величине. Усиление посто нных илшульсов может осуществл тьс  с помощью усилителей посто нного тока, усиление переменных импульсов производитс  с помощью хорошо известных обычных усилителей переменного тока.

Особенно удобен прибор дл  измерений переменных давлений, сил и изгибающих моментов, так как воспроизведение получаемых импульсов в электрической форме позвол ет записать их на щлейфном осциллографе или наблюдать и засн ть с помощью катодного осциллографа. Благодар  этому становитс  возможным изучение изменени  во времени переменных давлений, сил и моментов , до сего времени не поддававшихс  измерени м, как например, переменных изгибающих моментов, создаваемых на турбинных лопатках переменными паровыми усили ми.

Прибор включаетс  своими угольными столбиками в электрическую схему следующими способами.

Оба угольных столбика прибора / включаютс  последовательно друг с другом в одно из плеч схемы моста Уитстона (фиг. 3). В другое плечо включаетс  регулирующее сопротивление К р. В третье и четвертое плечи включены посто нные, надлежаще подобранные, одинаковые сопротивлени  г. В короткую диагональ моста включены усилитель и измерительные приборы О.

Регулирующее сопротивление служит дл  первоначального приведени  показаний измерительных приборов к нулю. Это позвол ет исключить вли ние на показани  приборов таких факторов, как «старение угольных сопротивлений, вли ни  температуры , влажности и т. п. Благодар  этому с помощью описываемого прибора значительно расшир етс  область измерений. Измерени  Л1,огут быть произведены, например, в работающей под паром турбине, воздуходувке, насосе и пр.

Применение дл  данной цели угольных столбиков значительно удешевл ет прибор по сравнению, например , с кварцевыми пластинками.

Дл  измерени  изгибающих моментов угольные столбики включаютс  в другую схему (фиг. 4), также основанную на принципе моста Уитстона. В этом случае сопротивлени  R и угольных столбиков мен ютс  неодинаково и поэтому они включены в разные плечи дюста. От действи  сжимающей силы оба угольных сопротивлени  мен ютс  одинаково, баланс в мосте не нарушаетс  и показаний никаких на приборах не будет . Когда же корпус прибора воспринимает изгибающий момент, то сопротивление одного из угольных столбиков увеличиваетс , а сопротивление другого угольного столбика уменьшаетс . Эти взаимные изменени  пропорциональны изгибающему моменту М и ему же пропорциональна, следовательно будет и сила тока в короткой диагонали, в которую включены измерительные приборы.

Таким образом оп ть видно, что могут быть замерены весьма малые изгибающие моменты и притом как посто нные, так и переменные.

Переход от измерени  силы к измерению момента можно производить совершенно не трога  самого корпуса прибора, а переключа  только концы проводов электрически св занных с угольными столбиками, причем эта электрическа  св зь может происходить и через контактные вращающиес  кольца и щетки.

Калибровка прибора дл  измерений сил должна производитьс  с помощью прессов.

Калибровка дл  измерени  изгибающих моментов может производитьс  при помощи рычага с плечом и грузом на конце.

Предмет изобретени 

Прибор дл  определени  изгибающих моментов, с использованием угольных пластин, измен ющих электрическое сопротивление под вли нием действующего усили , о т л ич а ю щ и и с   тем, что угольные пластины зажаты между консольными плечами обоймы прибора, с целью измерени  нар ду с силами зажати , также изгибающих моментов в месте зажати .

2 6

I I/

7x5 2