SU838441A1 - Динамометр - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к силоизме рительной технике.

Известен динамометр, содержащий силовой полый корпус, внутри которого расположен чувствительный элемент с тензопреобразовател ми, закрепленный на одном торце силового корпу .са,.и силопередающий стержень, св зывающий чувствительный элемент с другим торцом силового корпуса 1,

Недостаток такого динамометра заключаетс  в том, что стабильность и, следовательно, точность показаний в значительной степени завис т от распределени  температур на элементах его конструкции и от времени до наступлени  равновеси  температур элементов или до достижени  установившегос  процесса теплообмена между элементами конструкции динамометра .

Наиболее близким по технической сущности к изобретению  вл етс.  динамометр, содержащий силовой полы корпус, заполненный теплоносителем, чувствительный элемент, закрепленны на одном торце корпуса, и силопередающий полый стержень с отверсти ми св занный через чувствительный элемент с другим торцом силового корпуса 2 ,

Однако точность измерений данного динамометра невысока , так как не достигаетс  выравнивание температур между элементами динамометра.

Цель изобретени  - повыщение точности измерени  усилий за счет циркул ционного теплообмена между эле0 ментами динамометра.

Указанна  цель достигаетс  1за счет того, что-силопередающий стержень снабжен поршнем, а чувствительный элемент изолирован от полости

5 корпуса мембраной, причем в поршне выполнены отверсти , а в них и в полости стержн  установлены обратные клапаны.

На чертеже представлен динамометр, 0 общий вид, разрез.

Динамометр состоит из полого силового корпуса 1, в который ввинчены . .проушины 2 дл  приложени  измер емой ситш, упругого чувствительного 5 элемента 3, закрепленного на одном торце силового корпуса 1 силопередаоощего стержн  4, соедин ющего элемент 3 с другим торцом силового корпус;а 1 гибкой мембраны 5, отдел ющей элемент 3 от полой части силового корпуса 1 и устройства, обозначенного общей шозицией 6,, обеспечивающего циркул цию теплопроводной среды 7 внутри силового корпуса 1 и силопередающего стержн  4.

Чувствительный элемент 3, выполненный в виде балочки с наклеенными на нее т.ензорезисторами 8 -и закрепленный на выступе 9 одного из торцов силового корпуса 1, соединен .через болт 10 с ушком 11, навинченным на наружную поверхность силопередающего стержн  4, на торце которого -установлено уплотнение 12« На фланцевую часть ушка 11 установлена гибка  мембрана 5, котора  прижимаетс  с помощью фланцевой гайки 13, также навинченной на ушко , rfb, наружному контуру гибка  мембрана крепитс  к другой стороне выступа 9 и прижимаетс  кольцом 14, отдел   таким образом элемент 3 от полой части корпуса 1, заполненной теплопередающей средой 7 с высоким коэффициентом теплопроводности ..

. Силопередающий стержень 4 состои из фланца 15, запрессованного в другой выступ 16 силового корпуса 1 полого стержн  17, соедин ющего фланец через ушко 11 с элементом 3, и поршн  18, расположенного в средней части стержн  17 и раздел ющего полую часть силового корпуса 1 на две герметичные полости 19 и 20. . Герметизаци  полостей 19 и 20 обеспечиваетс  гибкой мембраной 5, уплотнительными кольцами 21 на порш . не 18, скольз щего по внутренней поверхности силового корпуса 1, и уплотнением 22 с заглушкой 23, через которую заливаетс  теплопровод да  среда 7. С одной стороны поршн  18 на полом стержне 17 выполнены радиальные отверсти  24, сообща ющие полость 19с одной полостью 25 стержн  17, ас другой отверсти  26, сообщающие другую полость 27, стержн  17 с полостью 29. Выполнение стержн  17 полым с отверсти ми 24 и заполнение полосте 19, 20, 25 и 27 теплопровод щей средой 7 по ол ет сократить врем  уравновешивани  температур деталей динамометра. Дл  более существенног уменьшени  времени стабилизации температур и следовательно, улучшени  стабильности показаний динамометра во времени при его работе динамометр снабжен устройством, обозначенным общей позицией 6,обеспечивающим принудительную циркул цию теплопровод щей среды 7 и работающим от деформации силового корпуса 1 при нагружении динамометра,

Устройство 6 может быть выполнено в виде обратных клапанов 28 и 29, один из которых установлен в полости 27, а два других 29 на поверхности поршн  18. Клапан 28 состоит из собственно клапана 30, опирающегос  на кромках на выступ 31 в полости 27 стержн  17 и подпружиненного пружиной 32, Два других клапана 29 имеют такую же конструкцию и размещены против сквозных отверстий 33, сообщающих полости 29 и 20 силовог.о корпуса 1, Клапаны 29 размещены в корпусах 34, закрепленных на порщне 18 и снабженных отверсти ми 35, расположенными с другой стороны собственно клапана

зо.

Динамометр работает следующим образом.

При приложении раст гивающей нагрузки Р к проушинам 2 происходит удлинение корпуса 1 на величину U&J ,т.е. один торец с выступом 16 силового корпуса 1 удал етс  от другого торца с выступом 9, на котором закреплен чувствительный элемент 3, также на величину Д 6 .

Так как один конец силопередающего стержн  4 своим фланцем 15 жестко соединен с выступом 16, а другим св зан с чувствительным элементом 3 при длине стержн  17, остающейс  практически посто нной вследствие незначительной по сравнению с силовым корпусом 1 жесткости элемента 3, то происходит деформирование последнего, т,е. он получает прогиб, приблизительно равный удлинению .. Вследствие этого в элементе 3 возникают напр жени , пропорционально которым тензорезисторы ,8 выдают сигнал, соответствующий прикладываемому усилию Р. При этом вследствие того/что жесткость гибко мембраны 5 в направлении деформаций незначительна, она практически не вли ет на показани  тензорезисторов 8. Так как силовой корпус 1 работает в упругой зоне, то при сн тии нагрузки Р до О он возвращаетс  в исходное положение, т.е. перемещение 0, и соответственно, сигнал от тензорезисторов 8 также равен 0.

При приложении нагрузки сжати  происходит обратное взаимодействие чувствительного 3 и сипопередающего 4 элементов, мембраны 5 и силового корпуса 1. Процесс теплообмена в динамометре при изменении температуры окружаюа}ей среды и при неработающем динамометре происходит таким образом, что если динамометр не работает , то да вление теплопровод щей Сред.ы 7 во всех полост х 19, 20, 25 и 27 одинаково, а при работающем динамометре дл  измерени  динамических нагрузок, прикладываемых с высокой частотой,происходит нагрев силового корпуса 1 вследствие его циклического деформировани , тогда как нагрев силопередающего

тержн  4 происходит медпеннее. л  ускорени  процесса теплообмена инамомггр снабжен устройством б, беспечивающим принудительную цирку цию среды 7 между полост ми 19 и

25и полост ми 20 и 27 и работающим в результате изменени  давлени  в указанных полост х при циклическом еформировании силового корпуса 1.

При измерении раст гивающей нагоузки , измен ющейс  по пульсирующему циклу, корпус 1 получает циклически измен ющеес  удлинение &6 , на величину которого перемещаетс  точка креплени  стержн  17 к эле- , менту 3, и следовательно, поршень 18. Вследствие того, что торец с выступом 16 и поршень 18 перемещаютс  одинаково, то давление в полост х 19 и 25 остаетс  посто нным и равным исходному давлению, а е полост х 20 и 27 понижаетс , так как их объем увеличиваетс  пропорционально удлинению лй| , на которое перемещаетс  поршень 18, т.е. давл .ение в полост х 19 и 15 больше, чём в полост х 20 и 27. Поэтому под действием давлени  в полости 25 открываетс  клапан 28, и среда 7 перемещаетс  из полостей 19 и 25 в полость 27 и далее через отверстие

26в полость 20 до тех пор,пока давление в полост х не уравновеситс . При этом клапан 28 под дей-. ствием пружин 32 и давлени  в полост х 19 и 25 остаетс  закрытым, предотвраща  перетекание среды 7 через этот клапан. При уменьшении раст гивающей нагрузки до О происходит повышение давлени  в полост х 20 и 27, сообщенных отверстием 26, вследствие того, что поршень 18 перемещаетс  обратно на ту же величину

й,& , пропорционально которой увеличилс  объем среды 7 в полост х

20,27. Поэтому клапаны 29 открываютс , и избыток среды 7 перетекает через отверсти  33 в поршне 18 в полости 19, а затем через отверсти  16 в полость 25. При этом клапан 28 под действием давлени  в полост х 20 и 27 и пружины 32 закрываетс , предотвраща  перетекание среды 7 через него. При повторении цикла действи  аналогичны. Мембрана 5 при этом также получает упругие деформации под Действием измен ющегос  давлени , однако вследствие упругости деформаций она не способствует полному сбросу давлени  в полост х 20 и 27, а понижает его, уменьша  вли ние мембраны 5 на нагружение силопередающего стержн  4. При приложении пульсирующего цикла сжати  взаимодействие клапанов 28 и 29, мембраны 5, силового корпуса 1 и силопередакнцего стержн  4 обратное. ЧеЮвыше частота приложени  измер емой нагрузки, тем интенсивней циркул ци  среды 7, обеспечиваема  синхронной работой силового корпуса 1 и клапанов 28 и 29, что существенно улучшает теплообмен между силовым корпусом 1 и силопередающим стержнем 4/и следовательно, позвол ет повысить стабильность и точность показаний предлагаемого динамометра.

При снижении частоты снижаетс  интенсивность нагрева и синхронно

Q уменьшаетс  интенсивность циркул ции среды 7. При измерении знакопеременных нагрузок размах деформаций силового корпуса предлагаемого устройства в отличие от известного существенно выше, и следовательно,

циркул ци  среды интенсивней. Предлагаемый динамометр работает и в .услови х повышенных температур.

30

Claims (2)

1.Авторское свидетельство СССР 549693, кл. G OIL 1/04,22.04.75.

2.Авторское свидетельство СССР по за вке № 2543863,09.11.77 (прототип ) .