Устройство для измерения силы и моментов,приложенных к испытуемому образцу

 

Изобретение может быть использовано в испытательных установках, предназначенных для исследования механических свойств материалов в условиях нагрева или 15 16 16 П охлаждения. Цель изобретения - уменьшение температурной погре1нности. В общей полости силопередающего элемента и захвата установлен стержень 8 крестообразного сечения, делящий ее на каналы 9-12 для циркуляции хладагента, подвод и отвод которого осуществляется через отверстия 17-20 в опорном элементе I. При действии на образец измеряемой силы деформируются упругие элементы 3 с тензорезисторами 16 и 15, сигналы которых, пропорциональные величине прикладываемой нагрузки, регистрируются , например, цифровыми вольтметрами. Благодаря встречному движению потоков хладагента через полости 4 упругих элементов 3 компенсируются встречно действующие результирующие силы, вызванные разностью с давлений. 4 ил. W ВидА 11 tc О5 СХ) 8

СОЮЗ СОВЕТОНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК л)4 G011 1 22 5 16

/ ф (i8

Ь,"1,, 0llHCAHHE ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ВидА

21

20

Риг, 2

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

f10 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3865601/24-10 (22) 11.03.85 (46) 07.11.86. Бюл. № 41 (7i) Институт проблем прочности АН УССР (72) В. П. Кращенко, Ю. П. Ластовец и Н. П. Рудницкий (53) 531.781 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 794405, кл. G 01 L 1/22, 1977.

Патент США № 3879995, кл. 73/133, 1975. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

СИЛЫ И МОМЕНТОВ, ПРИЛОЖЕННЫХ К

ИСПЫТУЕМОМУ ОБРАЗЦУ (57) Изобретение может быть использовано в испытательных установках, предназначенных для исследования механических свойств материалов в условиях нагрева или

„.SUÄÄ 126S977 А1 охлаждения. Цель изобретения — - уменынение температурной погрешности. В общей полости силопередающего элемента и захвата установлен стержень 8 крестообразного сечения, делящий ее на каналы 9 — -12 для циркуляции хладагента, подвод и отвод которого осуществляется через отверстия 17 — 20 в опорном элементе l. При действии на образец измеряемой силы деформируются упругие элементы 3 с тензорезисторами 16 и 15, сигналы которых, пропорциональные величине прикладываемой нагрузки, регистрируются, например, цифровыми вольтметрами.

Благодаря встречному движению потоков хладагента через полости 4 упругих элементов 3 компенсируются встречно действующие результирующие силы, вызванные разностью давлений. 4 ил.

1268977

1О

Формула изобретения

<0

Изобретение относится к приборостроениюю, в частности к устройствам для измерения силы и моментов с помощью тензорезисторных датчиков, и может быть использовано в испытательных установках, предназначенных для исследования механических свойств материалов в условиях нагрева или охлаждения.

Целью изобретения является умеиыпение температурной погрешности.

На фиг,! изображено предложенное устройство, разрез; на фиг.2 — — вид А на фиг.!; иа фиг.3 — — разрез Б--Б на фиг.2; иа фиг 4 — — разрез  — В на фиг.1.

Устройство содержит опорный 1 и силоиередающий 2 элементы и преобразователь

«илы, выполненный в виде четырех упругих з.l«ì«Iï()l3 3 с внутренними полостями 4.

В общую полость 5 силоиередающего элемента 2 и жестко связанного с ним захвата 6 для крепления образца 7 установлен стержень 8 крестообразного сечения с лысками, которые вместе с внутренней полостью силоиередающего элемента 2 и захвата 6 образуют каналы 9--!2 для циркуляции хладагента (теплоносителя). Для герметизации устройства служат резиновые прокладки 13 и

14. На упругих элементах 3 прикреплены теизорезисторы !5, предназначенные для измерения осевых сил, и тензорезисторы 16— для измерения моментов, каждые из которых включены в раздельные измерительные мостовые схемы (не показаны). Опорный элемент 1 имеет отверстия 17, 18 и 19, 20, соответственно, для подвода и отвода хладагента. Отверстия 21 предназначены для крепления устройства на корпусе 22 испытательной установки (не показана).

Устройство работает следующим образом.

Измеряемая сила, действуюгцая на образец 7, закрепленный в захвате 6, прикладывается через силоиередающий элемент 2 к упругим элементам 3, в результате чего последние деформируются вместе с закрепленными на них тензорезисторами. В зависимости от действия осевой силы или момента силы деформируются и соответствующие тензорезисторы 15 или 16. При этом на выходах измерительных мостовых схем появляются сигналы, пропорциональные соответствующим величинам прикладываемых нагрузок, которые затем усиливаются тензометрическим усилителем и регистрируются с помощью, например. цифровых вольтметров (не показаны). По показаниям регистрирующих приборов, используя градуировочные зависимости, определяются истинные значения действующих усилий.

Охлаждение всего устройства при измерении силы в области высоких температур осуществляется путем циркуляции хладагента (например, воды под давлением

1,5 кг(см ) по его каналам (4,9 — 12, 17 — 20), который соответственно подводится и отводится через отверстия 17 и 18 воспринимающего элемента 1 и внутренние полости 4 двух противоположно расположенных упругих элементов 3 во внутреннюю полость 5 силопередающего элемента 2. При помощи стержня 8 крестообразного сечения хладагент разделяется на два независимых потока, проходящих (Io каналам 9 и 10 к торцу распределителя, где они через выполненные на стержне 8 лыски изменяют свое направление и через каналы 11 и 12 и внутренние полости 4 попадают к отверстиям

19 и 20, предназначенным для отвода хлада геита.

Благодаря встречному направлению потоков хладагента через полости 4 упругих элементов 3, а следовательно, и встречному действию результирующих сил, вызванных разностью давлений, последние компенсируются и не влияют на точность измерений силы и моментов.

При этом эффективно охлаждаются все элементы устройства.

Преимуществом изобретения является высокая точность измерения усилий при большом градиенте температур благодаря применению охл аждаем ого силоиередающего элемента и устранению влияния давления хладагента на измерительный элемент. Конструкция устройства предполагает его изготовление из цельной заготовки, что в свою очередь позволяет повысить жесткость системы, а также уменьшить гистерезис при измерении циклических нагрузок. Наличие охлаждаемого передающего: лемента позволяет испол ьзовать устройство в широком диапазоне температур при испытаниях материалов на растяжение.

Устройство для измерения силы и моментов, приложенных к испытуемому образцу в среде с градиентом температур, содержащее соосно расположенные опорный и силопередающий элементы, жестко связанные с преобразователем силы, выполненным в виде размещенных крестообразно в плоскости, перпендикулярной линии действия измеряемой силы, балочных упругих элементов с тензорезисторами, и захват для крепления испытуемого образца, жестко соединенный с силопередающим элементом, отличающееся тем, что, с целью уменьшения температурной погрешности, в захвате и силопередающем элементе выполнены сообщающиеся соосные полости, оси которых совпадают с линией действия измеряемой силы, в полостях размегцен стержень крестообразного сечения, в балочных упругих элементах выполнены каналы для хладагента, соединенные с каналами, образованными стенками полостей силопередающего элемента и захвата с ребрами стержня, а опорный элемент снабжен двумя парами диаметрально

1268977 противоположных отверстий для хладагента, соединенных с каналами балочных упругих элементов, причем оси этих отверстий сов 15

Риг Л

Составитель В. Годзиковский

Редактор В. Данко Техред И. Верес Корректор М. Самборская

Заказ 6025/43 Тираж 778 Под ясное

-ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Ф

A

15 надают с осями каналов и лежат в плоскости, перпендикулярной линии действия измеряемой силы.