Claims (2)
Указанна цель достигаетс тем, что в устройство введен активный приемник деформации , выполненный в виде двух соосных с валом колец, св занных упругими шарнира- ми с жестким средним звеном силоизмернтельных элементов, и дополнительный приемник деформации в виде кольца, расположениого соосио с валом, и жестко св занного с неподв1юкным основанием, а датчики каждого измер емого компонента закреплены на корпусе над соответствующими кольцами активного приемника деформации и ориентированы таким образом, что над приемником, деформации расположена пара симметрично устзно ленных рабочих датчиков, включенных в измерительный мост, а соответствующа им пара компенсационных датчиков, включенных в этот же мост, расположена над дополнительным приемником деформации, при этом измерительные оси этих датчиков параллельны оси вала и лежат в радиальной плоскости вала , а продольна ось упругих стоек перпендикул рна указанной плоскости в точке сое-динени стоек с -основанием. На фиг, 1 показан динамометр, общий вид на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - вид Б на фиг. 1; на фиг. 4 - разрез В-В на фиг. I; на фиг. 5 - разрез Г-Г на фиг. 1; на фиг. 6 - разрез Д-Д на фиг. 1; на фиг. 7 - разрез Е-Е на фиг. 1; на фиг. 8-13 - электрические схемы соединени датчиков дл измерени каждого из шести компонентов. Динамометр состоит из неподвижного основани 1, закрепленного на валу 2, вращающемс в корпусе 3 и подвижного основани 4, закрепленного на валу 5, вл ющимс продолжением вала 2. Измер емые силы и моменты приложены к валу 5. Основани 1 и 4 св заны между собой упругими стойками 6, продольна ось 7 которых в точке заделки стоек с основанием 1 Гточка А) пер пендикул рна плоскости, проход щей через ос вала (п.юскость ХОУ). Силоизмерительные эле менты двух видов 8 и 9 также св занные с основани ми 1 и 4 содержат два упругих элемента 10 и х есткое среднее звено 11, которос св зано упругим щарниром 12 с активным приемником деформации в виде двух колец 13 и 14. Каждое кольцо закреплено на трех силоизмерительных элементах одного вида. На основании 1 закреплен еще один дополнительный приемник деформатдаи - кольцо 15. Над кол цами 13-15 на корпусе 3 закреплены датчики , катушки индуктивных датчиков 16-27 и еще столько же катушек 16-27, расположенных симметрично обозначенным. Измерител ные оси катушек каждого измер емого компонента (измерительна ось - ось симметрии катушки, совпадающа с направлением измер емого перемещени ) параллельные оси вала и лежат в плоскости, проход щей через эту ось. Катушки собраны в измерительные мосты . Каждый измерительный мост предназначен дл измерени одного компонента и содержит две активные катушки, которые расположены симметрично над активными приемниками деформации 13 и 14 и две компен сационные катушки, которые расположены симметрично над дополнительным приемником деформации 15. Действие- крут щего момента My вызывает раст жение стоек 6, что приводит к перемещению подвижного основани 4 относительно неподвижного основани 1. В силоизмерительном элементе 8 это перемещение вызывает поворот и перемещение жесткого среднего звена 11, вместе с перемещаетс щарнир 12 и кольцо 13. Так как кольцо 13 закреплено на трех симметрично расположенных силоизмерительных элементах, то кольцо 13 перемещаетс вдоль оси вала. Величина перемещени кольца 13 пропорциональна длине жесткого среднего звена 11 от заделки упругих элементов 10 до заделки щарнира 12. Это перемещение измер ют активные катушки 19 и 19 в мосте (фит. 9). Б процессе работы конец вала 2 вместе с основанием 1 может перемещатьс относительно корпуса 3 вследствие температурного удлинени вала, так как при работе выбираютс люфты в подшипниках и по др. причинам . Это вызывает дополнительное перемещение кольца 13 и кольца 15 на одну и ту же величину, котора измер етс в мосте одновременно активными катушками 25 и 25. Такое перемещение не вьгзывает разбаланса моста .и не вли ет на величину измер емого сигнала. Действие силы X смещает основание 4 и кольцо 13. Действие силы Y вызь1вает перемещение основани 4 по линии действи силы относительно основани 1 за счет деформации стоек 6, причем если стойка сжимаетс , то две других стойки раст гиваютс . Поэтому кольцо 13 в точке закреплени с измерительным элементом 8. расположенным около сжатой стойки, пойдет вниз, а в точках закреплени около раст нутых стоек вверх . Кольцо 13 перекоситс . Этот перекос . фиксируетс активными катушками 21 и 21 в мосте (фиг. 11). Компенсационные катушки 27 и 27 работают аналогично компенсационным катушкам компонента. Измерение силы Z происходит аналогично силе Y (фиг. 13). Таким образом, с помощью кольца 13 можно измерить крут щий момент М и Р диальные усили Y и Z Остальные три компонента - осева сила X и продольные моменты My и измер ютс подобным образом посредством измерительного элемента 9, приемника деформации 14, и измерительных схем соответственно (фиг. 8, 12 и 10). Предлагаемый динамометр позвол ет исключить из схемы измерени токосъемники главный источник высокой погрешности и низкой надежности измерени в обычных схемах на валах больших диаметров. Указанное расположение стоек 6 позвол ет разместить их более компактно между осн(Аанп ми 1 и 4. При сохранении габаритов динамометра посто нными, это расположение позвол ет сДелать основани 1 и 4 более жесткими и за счет уменьшени деформации оснований повысить точность и на дежность измерений. Формула изобретени Динамометр, содержащий подвижное и неподвижное основани жестко закрепленные в разрыве вращающегос в корпусе вала и св занные между собой упругими стойками, силоизмерительные элементы с жестким средним звеном и рабочие и компенсационные датчики, включенные в измерительные мосты отличающийс тем, что, с целью повыщени точности и надежности измерени сил и моментов на вращающихс валах, в него введен активный приемник деформации , выполненный в виде двух соосны с валом колец, св занных упругими щарнира ми с жестким средаим звеном силоизмерител ных элементов, и дополнительный приемник деформации в виде кольца, расположенного соосно с валом, и жестко св занного с неподвижттм основанием, а дапики каждого измер емого компонента закреплены на корпусе над соответствующими кольцами активного приемника деформации и ориентированы таким образом, что над приемником деформа ции расположена пара симметри1то установленных рабочих датчиков, включенных в нэмерительный мост, а соответствующа им пара компенсацио1тых датчиков, включенных в этот же мост, расположена над дополнительным приемником деформации, при этом измерительные оси этих датчиков параллельны оси вала и лежат в радиальной плоскости вала, а продольна ось упругих стоек перпендикул рна указанной плоскости в точке соединени стоек с основанием. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Патент США N 3985025, кл. 73-141, опублик. 12.10.76. This goal is achieved by introducing an active deformation receiver in the device, made in the form of two rings coaxial with the shaft, connected by elastic hinges with a rigid middle link of force-measuring elements, and an additional deformation receiver in the form of a ring aligned with the shaft of the shaft, and rigidly associated with an unconnected base, and the sensors of each measured component are fixed on the housing over the corresponding rings of the active deformation receiver and oriented so that above the receiver, the deformations A pair of symmetrically mounted working sensors included in the measuring bridge is placed, and the corresponding pair of compensation sensors included in the same bridge is located above the additional deformation receiver, while the measuring axes of these sensors are parallel to the shaft axis and lie in the radial plane of the shaft the axis of the elastic struts is perpendicular to the indicated plane at the point of connection between the struts and the base. FIG. 1 shows a dynamometer, a general view of FIG. 2 shows section A-A in FIG. one; in fig. 3 is a view B in FIG. one; in fig. 4 shows a section B-B in FIG. I; in fig. 5 is a section of YYD in FIG. one; in fig. 6 is a section d-d in FIG. one; in fig. 7 shows section EE of FIG. one; in fig. 8-13 are the electrical connections of the sensors for measuring each of the six components. The dynamometer consists of a fixed base 1 fixed on the shaft 2 rotating in the housing 3 and a movable base 4 fixed on the shaft 5, which is a continuation of the shaft 2. The measured forces and moments are applied to the shaft 5. The bases 1 and 4 are interconnected elastic struts 6, the longitudinal axis of which is 7 at the point of embedding the struts with the base 1 Gtoka A) is perpendicular to the plane passing through the shaft (part of the HOA). Two types of load-bearing elements 8 and 9 also associated with bases 1 and 4 contain two elastic elements 10 and a stiff middle link 11, which is connected by an elastic joint 12 with an active deformation receiver in the form of two rings 13 and 14. Each ring is fixed on three load cells of the same type. Based on 1, another additional deformed receiver is mounted - ring 15. Above the rings 13-15 on the case 3 sensors are mounted, inductive sensor coils 16-27 and the same number of coils 16-27, which are symmetrically marked. The measuring axes of the coils of each measured component (the measuring axis is the axis of symmetry of the coil, which coincides with the direction of the measured displacement) parallel to the axis of the shaft and lie in a plane passing through this axis. Coils assembled in measuring bridges. Each measuring bridge is designed to measure one component and contains two active coils that are located symmetrically above the active deformation receivers 13 and 14 and two compensation coils that are located symmetrically above the additional deformation receiver 15. The effect of the torque My causes stretching of the uprights 6 , which leads to the movement of the movable base 4 relative to the fixed base 1. In the force-measuring element 8, this movement causes rotation and movement of the hard middle link 11, is moved together with scharnir 12 and ring 13. Since ring 13 is fixed to three symmetrically arranged force-measuring elements, the ring 13 is moved along the shaft axis. The amount of movement of the ring 13 is proportional to the length of the hard middle link 11 from the sealing of the elastic elements 10 to the sealing of the joint 12. This movement is measured by the active coils 19 and 19 in the bridge (fitting 9). In the course of operation, the end of the shaft 2 together with the base 1 can move relative to the housing 3 due to the temperature lengthening of the shaft, since during operation there are gaps in the bearings and for other reasons. This causes an additional movement of the ring 13 and the ring 15 by the same amount, which is measured in the bridge at the same time by the active coils 25 and 25. Such a movement does not exert the imbalance of the bridge. It does not affect the value of the measured signal. The action of force X displaces the base 4 and the ring 13. The action of force Y causes the movement of the base 4 along the line of action of the force relative to the base 1 due to the deformation of the struts 6, and if the rack is compressed, then the other two racks are extended. Therefore, the ring 13 at the fixing point with the measuring element 8. located near the compressed rack will go downwards, and at the fixing points near the stretched supports upwards. Ring 13 is twisted. This imbalance. fixed by active coils 21 and 21 in the bridge (Fig. 11). The compensation coils 27 and 27 work similarly to the component compensation coils. Measurement of force Z occurs similarly to force Y (Fig. 13). Thus, using the ring 13, the torque M and R can be measured by the radial forces Y and Z. The remaining three components, the axial force X and the longitudinal moments My, are measured in a similar way by measuring element 9, deformation receiver 14, and measuring circuits, respectively ( Fig. 8, 12 and 10). The proposed dynamometer makes it possible to exclude from the measuring circuit of the current collectors the main source of high error and low reliability of measurement in conventional circuits on shafts of large diameters. The indicated arrangement of the supports 6 makes it possible to place them more compactly between bases 1 and 4. While keeping the dimensions of the dynamometer constant, this arrangement makes bases 1 and 4 more rigid and, by reducing the deformation of the bases, increases the accuracy and reliability of the measurements. DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Dynamometer comprising a movable and stationary base rigidly fixed in a gap of a shaft rotating in a housing and interconnected by elastic struts, load-bearing elements with a rigid middle link and workers Compensation sensors included in measuring bridges characterized in that, in order to increase the accuracy and reliability of measuring forces and moments on rotating shafts, an active deformation receiver is inserted in it, made in the form of two coaxially with the shaft of rings connected by elastic bows with a hard medium element of the force-measuring elements, and an additional deformation receiver in the form of a ring located coaxially with the shaft, and rigidly connected with a fixed base, and the dapiki of each measured component are fixed on the case above the corresponding rings of the active receiver of deformation are oriented in such a way that a pair of symmetrically mounted working sensors included in the measuring bridge is located above the receiver of deformation, and the corresponding pair of compensating sensors included in the same bridge is located above the additional receiver of deformation, while the measuring axes These sensors are parallel to the axis of the shaft and lie in the radial plane of the shaft, and the longitudinal axis of the elastic struts is perpendicular to the specified plane at the connection point with a base. Sources of information taken into account in the examination 1.US Patent N 3985025, cl. 73-141, published. 12.10.76.
2.Патент Великобритании N 1530796,. кл. G 1 N, опублик. 01.11.78 (прототип).2. The UK patent N 1530796 ,. cl. G 1 N, pub. 11/01/78 (prototype).
11eleven
Фиъ.5 l2AFi.5 l2A
2222
16sixteen
Фиг.8Fig.8
1one
гзgz
Фиг. W.FIG. W.
2525
ВAT
Фиг.ВFIG. B
2727
2121
Фмг.1/Fmg.1 /