SU797950A1 - Устройство дл измерени сил наМОдЕл Х СудОВ - Google Patents

Description

Изобретение относится к судостроению, в частности к устройствам для измерения сил на моделях судов.

Известно устройство для измерения сил на моделях судов, содержащее ведущий пилон, динамометр с упругим элементом, индуктивными преобразователями и с магнитными системами, связанный с моделью механизма задания угла дрейфа модели и регистрирующую аппаратуру [ 1].

Недостатком известного устройства являются низкие эксплуатационные качества, а также малая точность измерения.

Цель изобретения — улучшение эксплуатационных качеств устройства и повышение точности измерений.

Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено механизмом задания угла крена, содержащим червячный редуктор, червяк которого установлен в корпусе, связанном с моделью, а червячное колесо закреплено на оси, связанной с упругим элементом динамометра, причем упругий элемент динамометра размещен между моделью и ведущим пилоном и кинематически связан с механизмом задания угла дрейфа модели. Кроме того, упругий элемент динамометра выполнен в виде полого цилиндра, в двух сечениях которого посредством радиальных прорезей выполнено по два упругих одностепенных шарнира, при этом магнитные системы индукционных преобразователей перемещений расположены на торцах каждой из пап прорезей на взаимно противоположных диаметральных точках цилиндра, а последний сопряжен нижней частью с осью червячного колеса, а верхним торцом кинематически связан с механизмом задания угла дрейфа.

На фиг. 1 изображена схема устройства; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Устройство состоит из механизма задания угла дрейфа 1, выполненного, например, в виде клеммного зажима обеспечивающего крепление устройства к ведущему пилону 2. Механизм задания угла крена выполнен в виде червячного редуктора 3, червяк которого (на черт, не показано) установлен в корпусе, связанном с моделью 4, а червячное колесо закреплено на оси 5, связанной жестко с упругим элементом динамометра.

Оба механизма 1 и 3 снабжены отсчетными шкалами.

Верхняя часть упругого элемента динамомет- $ ра жестко связана болтами с ведомым звеном механизма 1 задания угла дрейфа, а нижняя часть упругого элемента - с осью 5 червячного колеса механизма 3 задания угла крена.

Упругий элемент динамометра выполнен в виде полого цилиндра 6, в двух сечениях которого Посредством радиальных прорезей а, б, в и г образованы два упругих одностепенных шарнира с фиксированными центрами поворотов Οι и О₂ на определенном плече I]. Шарлиры образованы из упругих блоков 7, деформирующихся пропорционально измеряемым усилиям от силы Ру. Балки 8 и 9 служат селекторами, т.е. воспринимают неизмеряемые компоненты Ρ_χ, Му, Μ_ζ> Магнитные системы 10 дифференциальных индуктивных преобразователей ³⁰ перемещений расположены на торцах каждой из пар прорезей а в плоскости действия определяемой силы Ру, на взаимно противоположных диаметральных точках цилиндра 6. &

Выводы катушек магнитных систем соединены с генераторной частью 11 индуктивных преобразователей, размещенной в полости цилиндра 6.

Генераторная часть 11 кабелем соединяется с усилительной частью 12.

К усилительной части подключается многока- 3° нальный цифровой регистратор 13 и через преобразователь ”частота-ток” 14 - шлейфный осциллограф 15.

Устройство работает следующим образом.

Сила Ру вызывает повороты упругих шарни- ²⁵ ров (балок 7) вокруг центров Oj и О₂ пропорционально моментам М. = Pj I и М_„ = Р„ (11 + и·При этом изменяются активные воздушные зазоры в магнитных системах 10 дифференциальных индуктивных преобразователей. Изменение зазоров преобразуется генераторной и усилительной частями И и 12 в девиацию частоты выходного сигнала. Последняя регистрируется многоканальным цифровым регистратором 13, шлейфным осциллографом 15. Динамо- 45 метр, измеряющий два момента Μ^_χ и Μ^_χ на определенном плече Ц, позволяет однозначно определить величину силы Р_у и линию ее действия (т.е. расстояние I), или силу и момент.

Балки-селекторы 8 упругой системы дина- 50 мометра воспринимают неизмеряемые усилия

Ρ_χ и Му, исключая их влияние на результат измерений. Балки-селекторы 9 исключают влияние неизмеряемого момента М_г Причем, балки 8 и 9 обеспечивают постоянство центров поворота Οχ и О₂, т.е. постоянство и определенность плеча 11, которое входит в формулу для расчета Р_у.

Механизм задания угла крена обеспечивает необходимый и постоянный, угол крена модели при буксировке.

Claims (2)

1. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СИЛ НА МОДЕЛЯХ СУДОВ 37 на оси 5, св занной жестко с упругим элементом динамометра. Оба механизма 1 и 3 снабжены отсчетнымн шкалами. Верхн   часть упругого элемента динамометра жестко св зана болтами с ведомым звеном механизма I задани  угла дрейфа, а нижн   часть упругого элемента - с осью 5 черв чного колеса механизма 3 задани  угла крена. Упругий элемент динамометра выполнен в виде полого цилиндра 6, в двух сечени х которого посредством радиальных прорезей а, б, в и г образованы два упругих одностепенных шарнира с фиксированными центрами поворотов О, и Oj на определенном плече I,. Шарниры образованы из упругих блоков 7, деформирующихс  пропорционально измер емым усида м от силы Р . Балки 8 и 9 служат селекто рами, т.е. воспринимают неизмер емые компоМ . Магнитные системы 10 дифненты Pj, М , ферендаальных индуктивных преобразователей перемещений расположены на торцах каждой из пар прорезей а в плоскости действи  определ емой силы Р , на взаимно противоположны диаметральных точках цилиндра 6. Выводы катушек магнитных систем соединен с генераторной частью 11 индуктивных преобра зователей, размещенной в полости цилиндра 6. Генераторна  часть 11 кабелем соедин етс  с усилительной частью 12. К усилительной части подключаетс  многоканальный цифровой регистратор 13 и через прео разователь частота-ток 14 - шлейфный осшш лограф 15. Устройство работает следующим образом. Сила Ру вызьшает повороты упругих шарниров (балок 7) вокруг центров Oj и Oj пропор ционально моментам Ру I и М Р (li + 1).При этом измен ютс  активные воздушные зазоры в магнитных системах 10 дифференциальных индуктивных преобразователей. Изменение зазоров преобразуетс  генераторной и усилительной част ми 11 и 12 в девиацию частоты выходного сигнала. Последн   регистри ;руетс  многоканальным цифровым регистратором 13, шлейфным осциллографом 15. Динамо метр, измер ющий два момента Ми м на определенном плече Ij, позвол ет однозначно определить величину силы Р и линию ее действи  (т.е. рассто ние I), или силу и момент. Балки-селекторы 8 упругой системы динамометра воспринимают неизмер емые усили  Р И м , исключа  их вли ние на результат измерений. Балки-селекторы 9 исключают вли ние неизмер емого момента М . Причем, балки 8 и 9 обеспечивают посто нство центров поворота Oj и Oj, т.е. посто нство и определенность плеча li, которое входит в формулу дл  расчета Р . Механизм задани  угла крена обеспечивает необходимый и посто нный, угол крена модели при буксировке. Формула изобретени  1.Устройство дл  измерени  сил на модел х судов, содержащее ведущий пилон, динамометр с упругим элементом, индуктивными преобразовател ми и с магнитными системами, св занный с моделью механизм задани  угла дрейфа модели и регистрирующую аппаратуру, о тличающеес  тем, что, с целью улучшени  эксплуатационных качеств и повыиюни  точности измерений, устройство снабжено механизмом задани  угла крена, содержащим черв чный редуктор, черв к которого установлен в корпусе, св занном с моделью, а черв чное колесо закреплено на оси, св занной с упругим элементом динамометра, причем упругий элемент динамометра размещен между моделью и вед)ацим пилоном и кинематически св зан с механизмом задани  угла дрейфа модедш.
2. 2.Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ ее с   тем, что упругий элемент динамометра выполнен в виде полого цилиндра, в двух сечени х которого посредством радиальных прорезей выполнено по два упругих одностепенных шарнира, при этом магнитные системы индуктивных преобразователей перемещений расположены на торцах каждой из пар прорезей на взаимно противоположных диаметральных точках цилишфа, а последний сопр жен нижней частью с осью черв чного колеса, а верхним торцом кинематически св зан с механизмом задани  угла дрейфа. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 483298, кл. В 63 В 9/02, 02.07.74 (прототип).

   фуг. I

   Х)-/1

   S

   Фае. 2