Датчик усилия

 

О П И С А Н И Е 34390!

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

М. Кл. В 64с 19/00

G 011 1/16

Заявлено 19.Х11.1970 (№ 1601176/40-23) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 07. т 1!.1972. Бюллетень ¹ 21

Дата опубликования описания 20.VII.1972

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

УДК 629.7.054.03 (088.8) Авторы изобретечия

Я. А. Бекиров, А. Н. Жук и К. Ф. Лацоев

Заявитель

ДАТЧИК УСИЛИЯ

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для измерения усилий, например, в проводке электрогидравлической системы управления самолета или пилотажного стенда.

Известен датчик усилия, состоящий из корпуса, силового упругого элемента, упругого чувствительного элемента и индукционного преобразователя поворотного типа, вращение которого осуществляется фасонной пружиной, воспринимающей измеряемое усилие.

Цель изобретения — обеспечение сменности силового упругого элемента в широком диапазоне жесткостей при одном и том же максимальном рабочем усилии и при сохранении чувствительности датчика.

Это достигается тем, что в предложенном датчике силовой упругий элемент выполнен в виде дифференциальной цилиндрической пружины с прямоугольным сечением витков и их встречной навивкой. Крайние концы пружины закреплены во внешней втулке, внутри которой расположен плавающий стакан, соединенный при помощи согласующей пружины с упругим чувствительным элементом, причем середина пружины силового упругого элемента присоединена к плаваюшему стакану.

На чертеже изображена конструкция датчика усилия.

В корпусе 1 датчика вмонтированы статоры 2 и роторы 8 индукционного преобразователя поворотного типа, опорные подшипники

4 и втулка 5 роторов. Втулка 5 жестко соеди5 иена со средней частью упругого чувствительного элемента, выполненного в виде фасонной пружины б с противоположно скрученными концами и натянутого дополнительной цилиндрической пружиной 7 сжатия.

10 Силовой упругий элемент состоит из цельноточеной дифференциальной цилиндрической пружины 8 с прямоугольным сечением витков и их встречной навивкой и связан с упругим чувствительным элементом б на15 конечником 9, согласующей пружины 10 и резьбовой пробки 11. Крайние концы пружины 8 жестко соединены с внешней втулкой 12 посредством штифтов 13. Средняя часть ее, выполненная в виде замкнутого кольца, сог2о динена штифтами-упорами 14 с плавающим стаканом 15.

Штифты-упоры 14 вместе с окнами во внешней втулке 12 образуют ограничитель предельной деформации силового упругого эле25 мента.

Силовой упругий элемент сочленен с преобразователем резьбовым соединением, которое фиксируется тарельчатыми пружинами 1б.

Выходные обмотки преобразователя подклю3п чены к логическим усилителям 17 электрогид343901

10

3 равлической системы управления самолета.

Датчик снабжен серьгами 18 для крепления его в проводке управления самолета.

Датчик работает следующим образом, При действии на датчик внешней, например, растягивающей силы плавающий стакан

15 перемещается вправо, увлекая за собой через штифты-упоры 14 среднюю часть силовой пружины, при этом правые витки ее сжимаются, а левые растягиваются, и усилие передается корпусу 1 преобразователя с одной стороны через резьбовый фланец пружины непосредственно, а с другой — через внешнюю втулку 12.

При действии силы выше расчетной ход Х штифтов-упоров 14 огр аничен окнами во внешней втулке 12 и для пружин различной жесткости это значение Х определяется и задается максимально действующим усилием.

Одновременно с плавающим стаканом 15 перемещается резьбовая пробка 11, которая ослабляет сжатие согласующей пружины 10 и соответственно пружины 7. При этом на фасонную пружину 6 действует большее растягивающее усилие (по сравнению с первоначальным состоянием) и средняя часть ее поворачивается на некоторый угол. На этот же угол поворачивается втулка 5 и связанные с ней роторы 8 индукционного преобразователя.

На выходе обмоток статоров 2 появляется э.д.с,, пропорциональная углу поворота роторов и, следовательно, действующему усилию на датчик. С выхода преобразователей сигналы подаются на входы логических усилителей 17, включенных в контур системы управления с трехкратным резервированием.

Так как при настройке контура системы управления необходимо подбирать датчики различной жесткости, в предлагаемом датчике силовой упругий элемент легко снимается.

Для этого предусмотрено резьбовое соедииение с преобразователем, с помощью которого силовой элемент навинчен на резьбовую шейку корпуса 1 датчика до упора и для стабилизации соединения он подпружинен тарельчатыми пружинами.

Для сохранения расчетной чувствительности в комплект силового чувствительного элемента включена согласующая пружина N подобранная для каждой силовой пружины 8 отдельно, Кроме того, пружина 10 выполняег роль компенсатора температурных деформаций при изменении теплового воздействия на датчик.

Предмет изобретения

Датчик усилия, содержащий корпус, с размещенным в нем индукционным преобразователем, упругий чувствительный элемент, выполненный в виде фасонной пружины, и силовой упругий элемент, отличающийся тем, что, с целью уменьшения габаритов, повышения надежности и обеспечения сменности силового упругого элемента заданной жесткости, в нем корпус преобразователя соединен с подпружиненным силовым упругим элементом, выполненным в виде дифференциальной цилиндрической пружины с прямоугольным сечением витков и их встречной навивкой, концы которой закреплены во внешней втулке, а во внутренней полости ее расположен плавающий стакан, соединенный посредством резьбовой втулки и согласующей пружины с упругим чувствительным элементом, причем середина пружины силового упругого элемента в виде замкнутого кольца присоединена к плавающему стакану штифтами-упорами, образующими вместе с окнами, выполненными во внешней втулке, ограничитель предельной силы.

343901

tJnvm f7

Составитель М, Шумилина

Техред 3. Тараненко

Редактор T. Рыбалова

Корректор Л Орлов»

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 2274/7 Изд. № 974 Тираж 406 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5