Устройство для определения линейного положения штока гидроцилиндра относительно его корпуса

 

Изобретение относится к измерительной технике. Целью изобретения является расширение диапазона измерения. Цель достигается за счет того, что неподвижная часть 1 преобразователя скреплена с первым плечом первого двуплечого рычага 3, второе его плечо посредством шарового шарнира 13 связано с рычагом 5, скрепленным с корпусом 11 гидроцияиндра. Подвижная часть 2 этого преобразователя соединена с шатуном 7, на котором размещена каретка 8, соединена тягой 9с рычагом 3 и тягой 10 с рычагом 4, который одним концом соединен с подвижной частью 2 преобразователя, а другим концом посредством шарнира 14 - с рычагом 6, закрепленным на штоке. 12 гидроцилиндра. 2 ил. 6 / Ј

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з G 01 В 5/14

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1. (21) 4922463/28 (22) 29.03,92 (46) 23,02.93, Бюл. N 7 (71) Государственный союзный сибирский научно-исследовательский институт авиации им С;А. Чаплыгина (72) А,С, Ковалюк и Ю,П. Парамзин (56) Патент США N 4556886; кл. G 01 В 5/02, 1982.

Авторское свидетельство СССР

¹ 264707,кл. G 01 В 5/14, 1969. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ . ЛИНЕЙНОГО ПОЛОЖЕНИЯ ШТОКА ГИДРОЦИЛИНДРА ОТНОСИТЕЛЬНО ЕГО КОРПУСА

„„ЯЦ „„1796871 А1

2 (57) Изобретение относится к измерительной технике. Целью изобретения является расширение диапазойа измерения. Цель достигается за счет того, что неподвижная часть 1 преобразователя скреплена с первым плечом первого двуплечого рычага 3, второе его плечо посредством шарового шарнира 13 связано с рычагом 5, скрепленным с корпусом 11 гидроцилиндра. Подвижная часть 2 этого преобразователя соединена с шатуном 7, на котором размещена. каретка 8, соединена тягой 9 с рычагом 3 и тягой 10 с рычагом 4, который одним концом соединен с подвижной частью 2 преобразователя, а другим концом посредством шарнира 14 — с рычагом 6, закреплен- ным на штоке12 гидроцилиндра. 2 ил.

1796871

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения линейного положения движущихся частей механизмов, в частности штоков гидроцилиндров относительно . собственного корпуса.

Известно устройство для определения линейного положения штока гидроцилиндра относительно собственного корпуса, содер>кащее дифференциальный трансформатор, укрепленный на корпусе гидроцилиндра. и магнитный сердечник, укрепленный на штоке гидроцилиндра.

Недостатком этого устройства является малый диапазон определения положения штока гидроцилиндра относительно его корпуса.

Наиболее близким по технической сущ ности к заявляемому изобретению является приспособление для измерения расстояния или зазора между разнесенными поверхностями, содержащее комплект стержней связи различной длины, элементы сопряжения этих стержней между собой, которые выполнены в виде раэрезных втулок-хомутов, соединенных шарнирно между собой и снабженных базами, выполненными в виде разрезной втулки с хомутом, и базовой опорой, устанавливаемыми на одном или нескольких стержнях, и индикатор, устанавливаемый на стержне.

Недостатком этого приспособления также является малый диапазон измерения расстояния между разнесенными поверхностями.

Целью изобретения является расширение диапазона измерения.

Поставленная цель достигается тем, что предлагаемое устройство для определения линейного положения штока гидроцилиндра относительно его корпуса, содержащее основание и размещенный на нем преобразователь, снабжено двумя угловыми двуплечими рычагами,.одни плечи которых закреплены на неподвижной части преобразователя, другие предназначены для взаимодействия, соответственно, с корпусом гидроцилиндра и его штоком, расположенным между первыми плечами рычагов шатуном, связанным с подвижной частью преобразователя, установленной с возможностью перемещения вдоль шатуна кареткой и двумя тягами, соединяющими каретку с первыми плечами соответствующих рычагов.

Установка преобразователя на гидроцилиндр при помощи двух двуплечих рычагов, шатуна с кареткой и двумя тягами позволила осуществить преобразование положений штока гидроцилиндра относительно его корпуса в угловые положения измерительного преобразователя в широком диапазоне положений штока.

На фиг. 1 показана кинематическая схема устройства для определения линейного положения штока гидроцилиндра относительно его корпуса, где приняты следующие обозначения: 1 — неподвижная часть преобразователя, 2 — подвижная часть преобраэо"0 вателя,3 — первое плечо первого двуплечего рычага, 4- первое плечо второго двуплечего рычага, 5- второе плечо первого двуплечего рычага, 6 — второе плечо второго двуплечего рычага, 7 —.шатун, 8 — каретка, 9, 10 — тяги, 1- > 11 — корпус гидроцилиндра, 12 — шток гидроцилиндра, 13, 14 — шаровые опоры.

Устройство для определения линейного положения штока гидроцилиндра относительно его корпуса (см, фиг, 1) содержит

20 измерительный преобразователь, напри- . мер, в виде синусно-косинусного вращаю; щегося трансформатора.

Неподвижная часть 1 преобразователя скреплена с первым плечом первого двуплечего рычага 3, который противоположным концом посредством шарового шарнира 13 установлен на втором плече первого двуплечего рычага 5, закрепленном на корпусе 11 гидроцилиндра. Подвижная часть 2 этого же

30 преобразователя скреплена с шатуном 7, на противоположном конце которого насажена каретка 8. Каретка 8 соединена тягой 9 с первым плечом первого двуплечего рычага

3, а тягой 10 — с первым плечом второго

35 двуплечего рычага 4, который одним концом скреплен с осью вращения подвижной части

2 преобразователя, а противоположным концом посредством шарового шарнира 14 установлен на втором плече второгодвупле40 чего рычага 6, закрепленном на конце штока 12 гидроцилиндра, Второе плечо второго двуплечего рычага 6 развернуто и противоположно направлено относительно второго плеча первого двуплечего рычага 5.

45 Соотношение длин каждого из плеч 5 и

6 по отношению к длине плеча 3 и к длине плеча 4 было выбрано опытным путем и составило выражение 1:2:4. Именно такое соотношенйе позволило определить

50 положение штока гидроцилиндра относительно его корпуса в максимально возможном диапазоне перемещений при минимальных габаритах самого устройства, На фиг. 2 показана расчетная схема определения положения штока гидроцилиндра относительно его корпуса, где приняты следующие обозначения:

АВо - положение первого плеча 3 первого двуплечего рычага в начальном положении, 1796871

5 6

АВ1 — положение первого плеча 3 пер- Искомая величина Л L будет выражена вого двуплечего рычага в смещенном поло- как разность: жении; Л.L = L1 — Lo 2 \Г2 АВо.sin+ — 2 /2

BoCo — положение первого плеча 4.вто- . " 2 рого двуплечего рычага в начальном поло- 5 4 „, п Яо жении; 2

BiC> — положение первого плеча 4 вто- Поскольку при определении положения

Рого двуплечего Рычага в смещенном поло- штока гидроцилиндра sin + = const. то выженйи; 2 рр — угол между первыми плечами 3 и 10 Ражение Ь L можно представить в упро4 первого и второго двуплечих рычагов в щенном виде: .начальном положении;: М = 01 sin P> — Оо р1 — угол между первыми плечами 3 и 2

4 первого и второго двуплечих рычагов в rAe Dd M D1являются постоянными величисмещенном положении; 15 нами:

Lo sep™кальная проекция Расстоянйя ро „2Я,4ВО, „Я ., 2 Я 4Во конца первого плеча 4.второго двуплечего рычата относительно конца первого плеча 3 Таким образом, измеряя sin : с попервого двуплечего рычага в начальном по-.

20 .мощью заявляемого устройства, появляется

1 1 — вертикальная проекция расстояния возможность определениЯ положениЯ штоконца первого плеча 4 второго двуплечего ка гидроцилийдра относительноего корпУса рычага относительно конца плеча 3 первого во всем диапазоне его пеРемещений, двуплечего рычага в смещенном положе- . Устройство для определения линейного . нии; положения штока гидроцилиндра относи - вертикальное смещение конца пер- тельно его корпУса Работает следУющим обвого плеча 4 второго двуплечего рычага от- Разом носительно своего первоначального . ПеРемещение штока 12 гидроцилиндра относительно его корпуса 11 приводит к взаКОСΠ— горизонтальная проекция рас- 30 имному перемещению втоРых плеч 5 и 6 стояния конца первого плеча 4 второго дву- первого и втоРого двуплечих Рычагов, Перплечего рычага относительно конца первого вые плечи 3 и 4 пеРвого и втоРого двупле"их плеча 3 первого двуплечего рычага в началь- Рычагов соответственно изменЯют свое Угловое положение, Изменение углового по-!

К1С вЂ” горизонтальная проекция рас- 35 ложения между первыми плечами 3 и 4 стояния конца первого плеча 4 второго дву- первого и втоРогОдвУплечих Рычагов происплечего рычага относительно конца первого ходит в нелинейной зависимости от изменеплеча 3 первого двуплечего рычага в сме- ниЯ линейного пеРемещениЯ штока 12 относительно .корпуса 11 гидроцилиндра, Исходя из решаемой задачи АВо=4В1= как это видно из расчетной схемы, показан40 ной на фиг. 2, Получение в измерительном

ВрCo В Ci 2 4Во преобРазователе отсчета .в виде фУнкции

При рассмотрении треугольника 4В Со синУса половинного Угла достигаетсЯ тем, по теореме косинусов что с первым плечом 3 первого двуплечего рычага скреплена неподвижная часть 1 из4Со =АВо + ВоСо — 24Во ВоСо сов <ро, 45 меригельного преобразователя, выпола при рассмотрении прямоугольного треу- ненного в виде синусно-косинусного гольника А Ср по теореме Пифагора: враЩающегося трансформатора, подвижная часть 2 которого скреплена с шатуном

1о дКо АСр2 КоСо2.. 7 и йереме 4ающейся вдоль неГо кареткои при использовании формулы функции поло- 50 8. Каретка 8, скрепленная тягами 9 и 10 с первыми плечами 3 и 4 первого и второго двуплечих рычагов соответственно, удерживает шатун 7 постоянно на равном угловом

2: расстоянии От каждого из первых плеч 3 и 4.

Рассмотрев аналогично предыдущему 55 Это позвОлЯет произаоДить деление Угла

TpeyronbHHKAB1Ci, получим междУ пеРвыми плечами 3 и 4 пеРвого и второго двуплечих рычагов пополам, а функциональная (сюнусная) зависимость обеспечивается передаточной характеристикой

1796871 синусно-косинусного вращающегося трансформатора, с которого и снимается сигнал, пропорциональный перемещению штока.

Как видно из анализа показанных на фиг. 1 кинематической схемы устройства и на фиг. 5

2 расчетной схемы, использование предложенной конструкции позволяет определить . положение штока гидроцилиндра относительно его корпуса во всем диапазоне перемещений штока. 10

Предлагаемое устройство для определения линейного положения штока гидроцилиндра относительно его корпуса по сравнению с .прототипом позволяет определить линейное положение штока гидроци- 15 линдра во всем диапазоне его перемещений относительно корпуса, При этом появляется возможностьуправлять положением штока гидроцилиндра при его работе, что сокращает время при проведении 20 научных экспериментов с использованием гидроцилиндров в качестве силовозбудителей, а следовательно, и уменьшаеттрудовые затраты на проведение испытаний машиностроительных конструкций. Кр 25 учаемая оперативная информация позволяет повысить безопасность проводимых испытаний.

Формула изобретения

Устройство для определения линейного положения штока гидроцилиндра относительно его корпуса, содер>кащее основание и размещенный на нем преобразователь, предназначенный для связи с гидроцилиндром,отличающееся тем,что,сцелью расширения диапазона измерения, оно снабжено двумя угловыми двуплечими pblчагами с изменяемым углом между плечами, одни плечи которых. закреплены на неподвижной части преобразователя, другие предназначены для взаимодействия соответственно с корпусом гидроцилиндра и его штоком, расположенным между первыми плечами рычагов шатуном, связанным с подвижной частью преобразователя, установленной с возмо>кностыб перемещения вдоль шатуна и двумя тягами, соединяющими каретку с первыми плечами соответст