Многопредельный динамометр

 

Изобретение относится к технике измерений механических величин и может быть использовано для измерения силы в широких пределах измерений при испытании материалов и механизмов. Цель изобретения - повышение точности и линейности измерений. Действие силы Р на шток 21 вызывает деформацию упругой конусной диафрагмы 22, что приводит к перемещению верхнего основания 12. Перемещение передается штоком 21 на датчик 4 малых перемещений , который вырабатывает сигнал об измеряемой силе, пропорциональный перемещению верхнего основания 12 и штока 21. Это перемещение свободно, т.е. без реакции соседнего упругого элемента 6 (при растяжении ) или соседнего упругого элемента 5 (при сжатии), определяемых толщиной калиброванных прокладок 20 и 21. При достижении значения силы Р заданного первого предела измерений верхнее основание 12 дополнительного упругого элемента 7 приходит в соприкосновение с верхним основанием 13 (при растяжении) или верхним основанием 20 (при сжатии) 3 ил. Ј (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 G 01 1 1/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А 8ТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4422121/10 (22) 06.05.88 (46) 15.05.91. Бюл. № 18 (71) Научно-исследовательский институт строительных конструкций Госстроя СССР (72) Э. Я. Приполов и А. М. Рыжов (53) 531.781 (088.8) (56) Маликов Г. Ф, Шнейдерман А. Л. и,Шулемович А. М. Расчеты упругих тензометрических элементов. М.: Машиностроение, 1964.

Авторское свидетельство СССР № 555300, кл. G Ol Е 1/22, 1976. (54) М НОГОПРЕДЕЛ b HblA ДИ НАМОМЕТР (57) Изобретение относится к технике измерений механических величин и может быть использовано для измерения силы в широких пределах измерений при испытании материалов и механизмов. Цель изобрете„„Я0„„1649311 ния — повышение точности и линейности измерений. Действие силы P на шток 21 вызывает деформацию упругой конусной диафрагмы 22, что приводит к перемещению верхнего основания 12. Перемещение передается штоком 21 на датчик 4 малых перемещений, который вырабатывает сигнал об в измеряемой силе, пропорциональный перемещению верхнего основания 12 и штока 21.

Это перемещение свободно, т.е. без реакции соседнего упругого элемента 6 (при растяжении) или соседнего упругого элемента

5 (при сжатии), определяемых толщиной калиброванных прокладок 20 и 21. При достижении значения силы P заданного первого предела измерений верхнее основание 12 дополнительного упругого элемента 7 приходит в соприкосновение с верхним основанием 13 (при растяжении) или верхним основанием 20 (при сжатии). 3 ил.

16493!1

Изобретение относится к технике измерений механических величин и может быть использовано для измерения силы в широких пределах измерений при испытании широкого класса материалов, механизмов и машин.

Цель изобретения — повышение точности и линейности измерений.

На фиг. 1 представлена схема расположения основных составляющих элементов многопредельного динамометра; на фиг. 2— его характеристика (P, P ...Є— заданные пределы измерения; S, S,...S. — значения крутизны характеристики, соответствующие этим пределам; U — сигнал информации об измеряемой величине); на фиг. 3 — конструкция двухпредельного динамометра в горизонтальной проекции.

Многопредельный динамометр состоит из верхней крышки 1 с центральным отверстием с подшипником 2 и нижней крышки 3 с отверстием, в котором одним концом жестко установлен датчик 4 малых перемещений, который другим концом установлен в отверстие одного из основных упругих элементов

5. Упругие элементы выполнены в виде пары основных упругих элементов 5 и 6 и дополнительно упругого элемента 7, установленного между основными упругими элементами. Все упругие элементы выполнены в виде усеченных конусов, нижние основания которых выполнены в виде колец 8 — 10, а верхние основания выполнены в виде колец 11 — 13. Образующая конусов выполнена в виде диафрагм 14 — 16, на боковой поверхности каждой из которых с равным шагом по периферии и соосно друг другу выполнены отверстия 17 — 19. Кольца нижних оснований 8 — 10, а также крышки 1 и 2 скреплены между собой при помощи болтов 20., Шток проходит через отверстия верхней крышки 1, верхние кольца основного упругого элемента 13 и дополнительного упругого элемента 12 и контактируют с датчиком 4 малых перемещений. В динамометре между торцами нижнего кольца 9 дополнительного упругого элемента 7 и парой основных упругих элементов 5 и 6 установлены калиброванные по толщине прокладки

20 и 21. Жесткость дополнительного упругого элемента соответствует первому пределу измерения, а жесткость остальных упругих элементов соответствует каждому последующему пределу измерений. Между упругими элементами имеются зазоры 22 и 23. Зазор 23 между верхними основаниями 13 и 12, а также зазор 22 между нижними основаниями 11 и 12 соответствуют первому диапазону измерения.

Многопредельный динанометр работает следующим образом.

Сила, действуя на шток 21 передачи силы, соединенный верхним основанием 12 дополнительного упругого элемента 7, вызывает деформацию его упругой конусной

55 диафрагмы 22, что приводит к перемещению верхнего основания 12. Эти перемещения передаются штоком 21 передачи силы на датчик 4 малых перемещений, в результате чего этот датчик вырабатывает электрический сигнал информации об измеряемой силе, пропорциональной перемещению верхнего основания 12 и штока 21. Это перемещение свободно, т.е. без реакции соседнего упругого элемента 6 (при растяжении) или соседнего упругого элемента 5 (при сжатии), определяемых толщиной калиброванных по толщине кольцевых прокладок

20 и 21 соответственно; толщина которых зависит от предела измерений силы центральным упругим элементом 7, угла наклона образующей конуса упругой диафрагмы 15 и ее жесткости. При достижении значения силы заданного первого предела измерений

Pi верхнее основание 12 дополнительного упругого элемента 7 приходит в соприкосновение с верхним основанием 13 (при растяжении) или с верхним основанием 20 (при сжатии), которые принимают, в основном, нагрузку на себя, так как жесткость упругой конусной диафрагмы 16 упругого элемента 6 (при растяжении) или упругой конусной диафрагмы 14 упругого элемента

5 (при сжатии) соответствует последующему пределу измерений Рг, причем Р ))Р, и перемещения штока 21 передачи силы на участке измерения силы от Pi до Р определяется суммарной жесткостью упругих диафрагм 15 и 16 (при растяжении) или

15 и 14 (при сжатии).

Таким образом, многопредельный динамометр состоит из заданного количества пар упругих элементов, число которых зависит от заданного количества пределов измерения силы P, P, Рз,...,P,— х. =и — 1 (пар), которые, последовательно включаясь в систему измерений, автоматически изменяют цену шкалы прибора, при этом точность измерений увеличивается к началу шкалы.

Отверстия 18, 19 и 17 упругого элемента 7 и соответственно упругого элемента 6 и упругого элемента 5 и т.д. предназначены для достижения идентичности упругих элементов в различных экземплярах динамометров, т.е. для их идентификации, а отверстия 24 в нижней крышке 3 динамометра предназначены для окончательной подгонки в собранных динамометрах.

Технический эффект технического решения заключается в том, что оно повышает точность измерений в начале шкалы при широком диапазоне измерений и позволяет применять многопредельный динамометр вместо нескольких однопредельных динамометров.

Формула изобретения

Многопредельный динамометр, содержащий последовательно размещенную с зазо!

649311 ром на одной оси пару основных упругих элементов и силопередающий шток, посредством которого связаны основные упругие элементы, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и линейности измерений, в него введены дополнительный упругий элемент, жесткость которого соответствует первому пределу измерения, расположенный с зазором между парой основных упругих элементов, калиброванные по толщине кольцевые прокладки, датчик малых перемещений, верхняя и нижняя крышки, каждая из которых выполнена с центральным сквозным отверстием, причем все упругие элементы выполнены в виде усеченных конусов, нижние и верхние основания которых образованы из колец, а образующие конусов выполнены в виде диафрагм, на боковой поверхности каждой из которых выполнены с равным шагом по периферии и соосно друг с другом отверстия, при этом кольца нижнего основания жестко связаны между собой и с верхней и нижней крышками, а между торцами нижнего кольца дополнительного упругого элемента и парой основных упругих элементов размещены кал иброва нные по толщине кольцевые прокладки, при этом датчик малых перемещений жестко установлен одним концом в отверстие нижней крышки, а другим — в отверстие одного из упругих элементов, а шток, проходящий через отверстия верхней крышки, верхние кольца другого основного упругого элемента и дополнительного упругого элемента, связан с датчиком перемещения, причем жесткость основных упругих элементов соответствует каждому последующему пределу измерения, а зазоры между кольцами верхнего основания упругих элементов соответствуют диапазону измерений.

1649311

V !

С:оставитель М. Мальгинова

Редактор М. Келемеш Те>(ред А. Кран .ук Корректор Л. Патай

Заказ 15)4 Тираж 360 11одписнос

1>НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям нрн ГКНТ ((.(Р

113035, Моски а. Ж вЂ” 35, Раушская наб,,(. -1„5 ()роизводственн»-изтательскнй комбинат «Г!атснт ;, г. . ж>о; >д.;. . Гагарин; 10)