SU974151A1

SU974151A1 - Преобразователь силы

Info

Publication number: SU974151A1
Application number: SU813292747A
Authority: SU
Inventors: Виктор Яковлевич Яновский; Владимир Самуилович Кац; Мартын Львович Финкельштейн
Priority date: 1981-05-25
Filing date: 1981-05-25
Publication date: 1982-11-15

Description

Изобретение относитс к приборостроению , в частности к силоизмерительной технике.

Известны преобразователи силы с частотно-модулированным выходным сигналом , используемыми предпочтительно в измерительных системах на небольшие нагрузки, защищённые от вли ни крут щих моментов и неизмер емых компонентов нагрузки, содержащие силопередающий элемент, подвижные и неподвижные части которого св заны упруго-шарнирными брусь ми. С силопередающим элементом через т гу св зан , силовоспринимающий элемент в виде консо.пьной балки, снабженной чувствительным элементом-резонатором в виде стержн , измен ющего собственную частоту поперечных колебаний при воздействии на него продо.пьных усилий (1.

Данный прёобразовате.пь недостаточно защитен от вли ни поперечных сил, несмотр на достаточно сложную конструкцию его упругого элемента, что вл етс его недостатком.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому вл етс преобразователь силы, содержащий сиюпередающий элемент, выполненный в

Г виде подвижной и неподвижной частей.

1в1

св занных между собой упруго-шарнирными брусь ми, и вибропе емычку, расположенную под углом к направле нию перемещени подвижной части. Известный пресбра-зователь может примен тьс дл измерени достаточно малых нагрузок 2.

Однако из-за непосредственной св зи виброперемычки с подвижной частью силопередающего элемента он оказываетс подверженным вли нию продо.льных и поперечных (неизмер емых) сил и моментов, что приводит к по влению дополнительных погрешностей.

Це.пью изобретени вл етс повышение точности.

Указанна цель достигаетс тем, что в преобразовате.пь силы введен силовоспринимающий элемент, выполненный в виде многогранной плиты с центральным отверстием, в котором размещена виброперемычка, соединенна с плитой, две противоположные грани которой св заны с подвижной и неподвижной част ми си.лопередающего элемента , при этом плита может быть выполнена четырехгранной, а по углам ее выполнены дополнительные отверсти , расположенные симметрично отно .сительно центрального отверсти , и.пи) шестигранной, а также тем, что подвижна и неподвижна части силопередающего элемента соединены с противоположньвли гран ми плиты через две пары плоских стержней, расположенных параллельно направлению перемещени подвижной части силопередающего элемента, а противоположные грани плиты св заны с плоскими стержн ми через пластины, поверхности которых параллельны плоскости плиты причем толщина плиты равна ширине виброперемычки, а угол расположени виброперемычки к направлению перемещени подвижной части силопередающе го элемента выбран в пределах 45-70 На фиг. 1 изображен преобразователь силы с четырехгранной плитой; на фиг,2 - то же, с шестигранной плитой; на фиг, 3 - сечение А-А на фиг. 2. Преобразователь силы (фиг, 1-3 состоит из силопередающего элемента подвижна часть 1 и неподвижна часть 2 которого св заны упруго-шар нирны1 1и брусь ми 3, силовоспринимаю щего элемента в виде четырех- или шестигранной плиты с центральным от верстием 4, в котором расположена под углом к направлению перемещени подвижной части 1 виброперемычка 5. Противоположные грани 6 плиты 4 сое динены с подвижной частью 1 и непод вижной частью 2 силопередающего эле мента, образующими совместно с упру го-шарнирнЕлми брусь ми 3 четырехзвенный механизм. Толщина плиты 4 равна ширине виб роперемычки 5 {фиг. 3), а сама вибропёремычка 5 расположена в централ НОМ отверстии плиты 4 под углом от 45 до 70 к направлению перемещени подвижной части 1. По углам четырех гранной плиты выполнены четыре дополнительные отверсти 7, расположенные симметрично относительно ее центрального отверсти (фиг. 1), Противоположные грани 6 плиты 4 могут соедин тьс с подвижной частью 1 и неподвижной частью 2 посредством двух пар плоских стержней 8, расположенных параллельно относи тельно направлени перемещени подвижной части 1, и двух пластин 9, поверхности которых параллельны пло кости плиты 4 (фиг. 2 и 3). Система возбуждени 10 вибропере мычки 5 включает пол ризованные электромагниты 11, расположенные с двух ее сторон и соединенные со вхо дом и выходом усилител 12. Преобразователь силы работает следующим образом. При воздействии на подвижную часть 1 силы Р четырехзвенный механизм деформируетс таклм образом, что его жесткие части, св занные с противоположными гран ми 6 плиты 4 с центральным отверстием, перемещаютс параллельно друг к другу и передают нагрузку на плиту 4 с центральным отверстием, в котором под углом расположена виброперемычка 5. Отверстие в плите 4, со стенками которого соединены концы виброперемычки 5 при этом деформируетс в эллипс, больша ось которого располагаетс под углом 45 относительно направлени действи силы Р. Вместе с плитой 4 деформируетс виброперемычка 5, в которой возникают продольные раст гивающие усили , измен ющие частоту ее поперечных колебаний , создаваемых посредством системы возбуждени 10. Значение измер емого усили определ етс по изменению частоты виброперемычки 5, Силовоспринимающий элемент в виде четырехгранной плиты 4 примен етс дл измерени относительно высоких нагрузок за счет большой площади ее поперечного сечени . Отверсти 7 по углам плиты 4 позвол ют в определенных пределах измен ть чувствительность преобразовател силы. Дл обеспечени измерени малых усилий примен етс шестигранна плита 4 (фиг. 2). Толщина плиты выбираетс равной ширине виброперемычки 5, при этом поперечное сечение плиты 4 должно быть минимальным. Кроме того, повышение чувствительности преобразовател силы может достигатьс при увеличении угла расположени виброперемычки 5 от 45 до 70, что обеспечиваетс согласованием продольной жесткости виброперемычки 5 с жесткостью плиты 4 по ее деформации в плоскости расположени виброперемычк и. При воздействии на силопередающий . элемент вертикальных неизмер емых сил и моментов последние воспринимаютс упруго-щарнирнымИ стержн ми 3,имею)цими в этом направлении большую жесткость. Незначительные.продольные деформации, которые все же возникают в упруго-шарнирных стержн х 3, компенсируютс двум парами плоских стержней 8, имеющих малую изгибную жесткость в соответствующем направлении , что сводит к минимуму воздействие неизмер емых вертикальных сил и моментов на силовоспринимаюший элемент. Защита силовоспринймающего элемента , плиты 4 и виброперемычки 5 от скручивающих моментов и неизмер емых сил, действующих перпендикул рно плоскости плиты 4, обеспечиваетс как за счет поперечной жесткости упруго-шарнирных брусьев 3, так и разв зки, создаваемой двум пластинами 9,

В св зи с высокой степенью защиты преобразовател силы от воздействи неизмер емых сил и моментов обеспечиваетс повышение точности измерений , при этом конструкци устройств, в которых он примен етс ,может быть значительно упрощена, что сокращает их металлоемкость и стоимость,

Claims

Формула изобретени

1,Преобразователь силы, содержащий силопередающий элемент, выполненный в виде подвижной и неподвижной частей, св занных между собой упруго-шарнирными брусь ми, и виброперемычку , расположенную под углом к направлению перемещени подвижной части, отличающий с тем, что, с целью повышени точности, в него введен силовоспринимающий элемент, выполненный в виде многогранной плиты

с центральным отверстием, в котором размещена виброперемычка, соединенна с плитой, две противоположные грани которой св заны с подвижной и неподвижной част ми силопередающего элемента.
2.Преобразователь по п. 1, отличающийс тем, что плита выполнена четырехгранной, а по углам ее выполнены дополнительные отверсти , расположенные симметрично относительно центрального отверсти плиты .
3. Преобразователь по п. 1, о т личающийс тем, что плита выполнена шестигранной. 5
4. Преобразователь по пп.1-3,

отличающийс тем, что подвижна и неподвижна части силопередающего элемента соединены с противоположными гран ми плиты через две

0 пары плоских стержней, расположенных параллельно направлению перемещени подвижной части силопередаивдего элемента.

5, Преобразователь по пп. 1-4,

5отличающийс тем, что противоположные грани плиты св заны с плоскими стержн ми через пластины, поверхности которых параллельны плоскости плиты.

Q6. Преобразователь по пп. 1-5,

отличающийс тем, что толщина плиты равна ширине виброперемычки , а угол расположени виброперемычки к направлению, перемещени

5 подвижной части силопередаквдего элемента выбран в пределах 45-7(f .

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР

Q 150273, кл. G 01 L 1/10, 1962. I 2, Авторское свидетельство СССР № 324518, кл. G 01 L 1/10, 1967 (прототип).

/2

JbL