Устройство для измерения силы тяги двигателя

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СГ)ЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК а >5 G 01 L 5/13

ГОСУДАPСТВЕННЫЙ КОМИ! ЕТ

00 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

Г1РИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

И (61) 1203383 (21) 4874401/10 (22) 17.10.90 (46) 30,08.92. Бюл. ¹ 32 (71) Конструкторское бюро химического машиностроения (72) Г.M.Êîçëîâ и Ю.Н.Фабрин (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1203383, кл. G 01 1 5/13, 1984. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СИЛы ТЯГИ ДВИГАТЕЛЯ (57) Изобретение относится к измерительной технике. Цель изо5ретения — повышение точности измерения в начальный период работы двигателя за счет уменьшения динамической погрешности. После

„., 5U„„1758454 А2 включения двигателя 5 резко возрастающее усилие сживает в пределах упругой деформации силоиэмеритечь 11 и все элементы силовой цепи. что приводит к перемещению динамоплатформы 1 и к возникновению затухающих колебаний приведенной массы как силовой цепи, так и рычага с грузами, установленными на штанге 16. Усилие затухающих колебаний регистрируется силоизмерителями 11 и 12 одновременно. В сумматоре 15 в каждый момент времени значение выходного сигнала дополнительного силоизмерителя 12 вычитается из значения выходного сигнала основного силоизмерителя 11, в результате чего на выходе получают истинное значение силы двигателя. 1 ил.

1758454

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при испытаниях силовых установок в авиастроении и машиностроении. Изобретение является усовершенствованием технического решения по авт. св. N. 1203383.

В основном изобретении по авт. св. N.

1203383 описано устройство для измерения силы, содержащее динамоплатформу для крепления двигателя, шарнирно связанную со станиной, силопередающий узел, установленный на упругих шарнирах, подшипник и силоизмеритель, отличающееся тем, что силопередающий узел снабжен дополнительными упругими LUарнирами, расположенными симметрично основным шарнирам относительно оси приложения силы, а динамоплатформа и силопередающий узел размещены соосно указанной оси и связаны между собой посредством дополнительных упругих шарниров. Такое использование позволяет повысить точность измерения силы путем уменьшения погрешности за счет исключения радиальной составляющей силы на силоизмеритель и уменьшения жесткости упругих шарниров.

Для быстро меняющихся процессов, что характерно для начального периода работы двигателя, измерение силы с помощью этого устройства дает большую погрешность из-за того, что импульс силы в момент запуска двигателя возбуждает затухающие колебания подвижных элементов конструкции, которые передаются на силоизмеритель и накладываются на силу, создаваемую двигателем. В результате этого силоизмеритель фиксирует искаженное переменное значение силы с начала работы двигателя в течение времени затухания колебаний подвижных элементов (-10 — 15 с). Осреднение показаний силоизмерителя за первую секунду работы двигателя может дать ошибку в измерении силы до 10 /, при допустимой погрешности измерения силы не более

0,5 /,, что исключает эту измерительную информацию из рассмотрения.

Целью изобретения является повышение точности измерения в начальный период работы двигателя за счет исключения динамической погрешности.

Цель достигается тем, что в устройство по авт. св. N . 1203383 введены двуплечий рычаг с регулируемым по массе противовесом (предварительной нагрузкой) и градуировочным узлом на одном плече, дополнительный силоизмеритель, связанный с динамоплатформой, и сумматор, при этом другое плечо двуплечего рычага связано с дополнительным силоизмерителем, а

50 электрические выходы основного и дополнительного силоизмерителей подключены к сумматору.

При таком исполнении устройства дополнительный силоизмеритель измеряет изменение предварительной нагрузки, вызванное ударным воздействием силы при запуске двигателя, основной силоизмеритель фиксирует суммарное силовое воздействие от двигателя и противовеса. а истинное значение силы, развиваемой двигателем, получают на сумматоре путем вычитания из показаний Основного силоизмерителя показания дополнительного силоизмерителя. Данное устройство при сохранении достоинств технического решения по основному изобретению исключает его недостатки; при устранении зазоров в силопередающей цепи (как необходимого условия для уменьшения статической составляющей погрешности) полностью компенсируется влияние груза предварительной нагрузки (как источника динамической погрешности) на точность измерения силы, В результате этого погрешность измерения силы в динамическом процессе уменьшается.

На чертеже представлена принципиальная схема силоизмерительного устройства, Устройство для измерения силы тяги двигателя содержит динамометрическую платформу 1 с силопередающим кронштейном 2, связанную со станиной 3 упругими шарнирами 4. Двигатель 5 крепится к динамометрической платформе 1 через раму б.

Силопередающий кронштейн 2 регулируемым упором 7 через подшипник 8 взаимодействует с силопередающим узлом 9, связанным с динамометрической платформой 1 упругими шарнирами 10. и далее с силоизмерителем 11, который закреплен на станине 3. Дополнительный силоизмеритель 12 установлен по оси динамометрической платформы 1 и взаимодействует с плечом рычага 13, имеющего независимую опору 14, Силоизмеритель 11 и дополнительный силоизмеритель 12 электрически подключены к сумматору 15. Другое плечо рычага 13 взаимодействует со штангой 16, на которой установлены грузы противовеса

17, предназначенного для уравновешивания подвижных элементов конструкции с двигателем, исключения зазоров в силовой

55 цепи и предварительного нагружения силоизмерителей 11 и 12. Штанга 16 снабжена захватом 18 для взаимодействия с градуировочным устройством 19. Устройство для измерения силы снабжено регулируемыми упорами 20 и 21 для предотвращения по1758454

55 ломки упругих шарниров при монтаже и настройке.

Технологические связи 22 в виде трубопроводов и кабельных линий обеспечивают работу испытуемого двигателя 5. Устройство работает следующим образом.

После монтажа двигателя 5 регулируемый упор 20 отпускается, создается зазор 5 мм. Нагружается штанга 16 грузами противовеса 17 до отрыва динамометрической платформы 1 от регулируемого упора 21, при этом регулируемый упор 7 и силопередающий узел 9 должны быть разомкнуты.

Динамометрическая платформа 1 устанавливается с помощью грузов противовеса 17 в положение, при котором ее упругие шарниры будут находиться в горизонтальном положении. Устанавливается регулируемый упор 7 в соприкосновение с силопередающим узлом 9 через упорный подшипник 8 и далее с силоизмерителем 11. Силоизмеритель 11 нагружается предварительной нагрузкой, составляющей 10 — 15 от его верхнего предела измерения, посредством дополнительных грузов противовеса 17. В таком положении на дополнительный силоизмеритель 12 будет действовать усилие от веса подвижной части устройства с испытываемым двигателем и усилие предварительной нагрузки на силоизмеритель 11.

Перед испытанием двигателя 5 rlpoизводится градуировка устройства градуировочным устройством 19 путем последовательного зацепления грузов со штангой 16 и снятия. При градуировке усилие от веса грузов градуировочного устройства 19 передается через рычаг 13, дополнительный силоизмеритель 12, динамометрическую платформу 1. силопередающий кронштейн 2, регулируемый упор 7, упорный подшипник 8, силопередающий узел 9 на силоизмеритель 11 и замыкается на станину 3. При градуировке с помощью дополнительного силоизмерителя 12 производится грубый контроль усилий or Geca каждого груза градуировочного устройства

19, а также правильность показаний и гистерезис градуировочной характеристики силоизмерителя 11 в системе. Если показания и гистерезис градуировочной характеристики превышаютдопускаемые величины, определенные при аттестации. то определяются дестабилизирующие факторы и градуировка повторяется.

Перед включением двигателя 5 регистрируются выходные сигналы силоизмерителей 11 и 12, каждый из которых принимается за условный ноль.

При включении двигателя 5 усилие на силоизмеритель 11 передается через переходную раму 6, динамометрическую платформу 1, силопередающий кро «штейн 2, регулируемый упор 7, упорный подшипник

8, силопередающий узел 9 и замыкается на станину 3, Таким образом, усилие, развиваемое двигателем5, минует дополнительный силоизмеритель 12, и при работе двигателя

5 дополнительный силоизмеритель 12 отслеживает только воздействие усилия от рычага 13 с грузами противовеса 17. установленными на штанге 16. После включения двигателя 5 происходит резкое нарастание усилия от нуля до максимального значения, которое сжимает в пределах упругой деформации силоизмеритель 11 и все элементы силовой цепи, что приводит к перемещению динамометрической платформы 1 вдоль оси на величину упругой деформации названных элементов конструкции и в результате этого возникают затухающие колебания приведенной массы как силовой цепи, так и рычага 13 с грузами противовеса 17, установленными на штанге

16. Воздействие усилия от затухающих колебаний названной приведенной массы регистрируются силоизмерителями 11 и 12 одновременно.

В сумматоре 15 в каждый момент времени значение выходного сигнала силоизмерителя 12 вычитается из значения выходного сигнала силоизмерителя 11, в результате чего на выходе из сумматора 15 получают истинное значение силы тяги испытываемого двигателя.

Использование изобретения позволит повысить точность измерения силы Bо Bðåмя переходных процессов в двигателе, исключить потерю измерительной информации за счет высокой точности измерения динамической силы, 3а счет исключения влияния динамической погрешности повышена точность измерения переменной силы в начальный период работы двигателя до

0,5 против 5-10 / и ри использовании технического решения по основному изобретению. формула изобретения

Устройство для измерения силы тяги двигателя по авт. ce. N 1203383, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения в начальный период работы двигателя за счет уменьшения динамической погрешности, в него введены двуплечий рычаг с регулируемым по массе противовесом и градуировочным узлом на одном плече, дополнительный силоизмери1758454

Составитель Ю. забрин

Редактор Т. Лошкарева Техред M.Ìoðãåíòàë Корректор M. Керецман

Заказ 2991 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r Ужгород, ул.Гагарин-, 101 тель, связанный с динамоплатформой, и сумматор, при этом другое плечодвуплечего рычага связано с дополнительным силоизмерителем, а электрические выходы основного и дополнительного силоизмерителей подключены к сумматору,