Устройство для измерения механических напряжений

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик ()894346

Ф

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 27 ° 03. 80 (21) 2898855/25-28 с присоединением заявки N9 (23) Приоритет

Опубликовано 301281 бюллетень М 48

Дата опубликования описания 30. 12. 8 1. (5t)М. Кл.

G 01 В 7/24

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) НЖ 531.781. 2 (088. 8) (72) Автор изобретения

Г.Т. Орехов

Краматорский научно-исследовательский; и проектно-технологический институт машиност оения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ

ЙАПРЯжЕНИй

Изобретение относится к измерительной технике, а.именно к измерению механических напряжений по изменению магнитной проницаемости напряженного ферромагнитного материала, и может использоваться в различных отраслях промышленности.

Известно устройство для измерения неэлектрических параметров по изменению магнитной проводимости контролируемых ферромагнитных изделий. Оно содержит П-образный магнитопровод, возбуждающую и измерительную обмотки, охватывающие полюсные стержни магнитопровода (1).

В известном устройстве выходной.. сигнал на измерительной обмотке при отсутствии механических напряженйй не равен нулю, а имеет некоторре начальное значение. Это вынуждает использовать дополнительные элементы для компенсации начального значения выходного сигнала.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для измерения механических напряжений, содержащее корпус, закрепленный на нем магнитопровод, выполненный в виде крестообразного основания с четырьмя по . люсными стержнями на краях основания и одним полюсным стержнем в центре, оси стержней перпендикулярны основанию и размещены по одну

его сторону, закрепленные на корпусе возбуждающую обмотку, охватывающую средний стержень, и две измерительные обмотки, включенные встречно и охватываюцие два диаметрально расположенных стержня 2 ).

В этом устройстве начальное значение выходного сигнала компенсируется за счет встречного включения измерительных обмоток. Однако-описанное устройство обладает -невысокой точностью за счет влияния подполюсных зазоров, возникающих из-за неровностей поверхности объекта измерения.

20 Цель изобретения — повышение точности путем уменьшения подполюсных зазоров °

Указанная цель достигается тем, что устройство для измерения механических напряжений снабжено упругим элементом, размещенным между корпусо л и основанием магнитопровода со стороны, свободной от полюсных стержней, направляющими, предназначенными

30 для поступательного перемещения по894346

t0

55 бО

65 люсных стержней перпендикулярно основанию и закрепленными на корпусе, а на концах участков основания между стержнями и на соединяемых с ними концах полюсных стержней выполнены пазы и выступы, входящие в них с зазором, соединенные осью, образующие шарниры для обеспечения поворота участков основания магнитопровода в плоскости, проходящей через оси диаметрально расположенных полюсных стержней.

При таком выполнении устройства для измерения механических напряжений все полюсные стержни обладают возможностью перемещаться вдоль своей оси и оказываются подпружиненными.

Благодаря этому полюсные стержни устанавливаются с меньшим подполюсным зазором на неровных испытуемых поверхностях детали, чем в известном устройстве.

На фиг. 1 приведено устройство для измерения механических напряжений, продольный разрез; на фиг.2 то >ке,поперечный разрез (разрез А-A на фиг.1).

Устройство для измерения механических напряжений содержит корпус 1.

На корпусе 1 с помощью упругого элемента 2 закреплен магнитопровод, выполненный в виде крестообразного основания с четырьмя участками

3-6, и четырьмя полюсными стержнями

7-10 на краях основания. В центре основания размещен средний полюсный стержень 11. Свободные концы полюсных стержней 7-11 полусферичны.

Оси стержней перпендикулярны основанию магнитопровода, а сами стержни размещены по одну его сторону.

На концах участков 3-6 основания и на соединяемых с ними концах полюсных стержней 7-11 выполнены пазы и выступы, входящие в них с зазором, соединенные осью 12. Они образуют шарниры для обеспечения поворота участков 3-6 основания магнитопровода в плоскости, проходящей через оси соответствующих диаметрально расположенных полюсных стержней.

Устройство снабжено направляющими, предназначенными для поступательного перемещения по ним полюсных стержней перпендикулярно основанию.

Направляющие выполнены в виде отвер<>тий в дне 13 корпуса, в которые входят полюсные стержни 7-10.

На корпусе к его дну 13 закреплена возбуждающая обмотка 14, охватывающая средний полюсный стержень 11, и две измерительные обмотки, включенные встречно. Одна из них своими полуобмотками.15 и 16 охватывает диаметрально противоположные стержни

7 и 9, а другая полуобмотками 17 и

18 охватывает стержни 8 и 10.

Устройство работает следующим образом.

Нажатием корпуса 1 устройство прижимают к поверхности исследуемой детали. Благодаря возможности перемещения и подпружиненности полюсные стержни полусферическими контактами плотно прижимаются к поверхности при любой ее неровности.Воэбужцающую обмотку 14 присоединяют к источнику переменного тока.При изотропных магнитных свойствах материала детали по стержням 7, 9 и 8, 10 потекут одинаковые магнитные потоки, а на полуобмотках 15,16 и

17, 18 будут наводиться одинаковые сигналы. Благодаря встречному включению измерительных обмоток выходной сигнал будет равен нулю.

При наличии механических напряжений магнитная проницаемость на участках детали между стержнями

7, 9 и 8, 10 окажется не одинаковой и на зажимах двух измерительных обмоток возникнет раэностный сигнал. Если линии между стержнями

7, 9 и 8, 10 ориентированы по главным механическим напряжениям. то раэностный выходной сигнал будет пропорционален алгебраической раз-ности главных нс.пряжений.

Использование предложенного датчика позволит значительно повысить точность прочностных испытаний деталей машин.

Формула изобретения

Устройство для измерения механических напря>кений, содержащее корпус, закрепленный на нем магнитопровод, выполненный в виде крестообразного основания с четырьмя полюсными стержнями на краях основания и одним полюсным стержнем в центре, оси стержней перпендикулярны основанию и размещены по одну его сторону, закрепленные на корпусе возбуждающую обмотку, охватывающую средний стерк<ень, и две измерительные обмотки, включенные встречно и охватывающие два диаметрально расположенных стержня, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности путем уменьшения подполюсных зазоров, оно снабжено упругим элементом, размещенным между корпусом и основанием магнитопровода со стороны, свободной от полюсных стерк<ней, направляющими, предназначенными для поступательного перемещения полюсных стержней перпендикулярно основанию и закрепленными на корпусе, а на концах участков основания между стержнями и на соединяемых с ними концах полюсных стержней выполнены пазы и выступы входящие, в них с зазором, 894346

13

1б

17 фиг 2

Составитель Ю. Востриков

Техред Т. Маточка Корректор С. Шекмар.

Редактор С. Тараненко

Заказ 11437/60 Тираж 645 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4 соеднненные осью, образующие щарнйрй для обеспечения поворота участков основания в плоскости, проходящей через оси диаметрально расположенных полюсных стержней.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Валитов A. М-3., Шилов Г. И.

Приборы и методы контроля толщины покрытий. М., "Мащиностроение", 1970, с. 44, рис. 32.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 120357, кл. G 01 В 7/24, 1955 (прототип).