Способ измерения изгибающего момента

 

1. СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ИЗГИБАЮЩЕГО МОМЕНТА, приложенного в пролете вала переменного сечения, опирающегося на подшипниковые опоры, заключающийся в измерении деформация вала посредством тензорезисторов, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и производительности измеренир за счет автоматического исключения влияния поперечных сил, моментов и консольной нагрузки, выбирают на участках ватта четыре поперечных сечения, первое, второе и третье - между опорой, свободной от консольной нагрузки, и зоной приложения измеряемого момента, а четвертое - с другой стороны зоны приложения измеряемого момента между , :этой зоной и зоной приложения i frFCf f - fj I залттгт- Т ближайшего к ней неизмеряемого усилия так, чтобы сумма отношений расстояний сечений от опоры, свободной от консольной нагрузки, к моменту сопротивления вала в первом и четвертом сечениях равнялась сумме таких же отношений для второго и третьего сечений, затем располагают тензорезисторы по одному в выбранных четырех сечениях с одной стороны вала , суммируют сигналы тензорезисторов, расположенных в первом и четвертом сечениях, и получают сигнал, пропорциональный изгибающему моменту , вычитанием из этой суммы суммысигналов тензорезисторов, расположе (Л ных во втором и третьем сечениях. 2. Способ по п.1, отличающий с я тем, что, с целью обеспечения возможности измерений в случае , когда между зоной приложения измеряемого усилия и ближайшим к нему неизмеряемым усилием вал недоступен для размещения тензорезисел торов, тензорезистор четвертого сеел чения устанавливают в ближайшей до00 ступной зоне, компенсируют погрешЧ ность установки, размещая два допол s| нительных тензорезис тора в двух поперечных сечениях вала со стороны остальных тензорезисторов в зоне, прилегающей к опоре с консольной нагрузкой , и получают сигнал, пропорциональный измеряемому моменту, вычитая их сигналы из сумм сигналов первого и четвертого тензорезисторов и второго и третьего тензорезисторов соответственно.

„„SU „„1155877

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

4у1) G 01 L 1/22

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 1"„

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ i

Ф Ю (21) 3656789/24-10 (22) 25.10.83 (46) 15.05.85. Бюл. N - 18 (72) А.Г. Лымарь, Л.Н. Струневич, В.М. Леонов, С.Л. Бойко и Н.С. Белик (71) Всесоюзный научно-исследовательский и.проектно-конструкторский институт редукторостроения (53) 531.781(088.8) (56) 1. Горлин С.М., Слезингер И.И.

Аэромеханические измерения. М., "Наука", 1964.

2. Чудутова Е.А,, Лымарь А.Г., Чудутов Ю.В, Синтез инвариантных схем дифференцированного измерения силовых параметров. — Технология и автоматизация машиностроения| . Киев, "Техника", вып. N- 28, 1981, с. 8488 (прототип) ° (54) (57) 1. СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ИЗГИБАЮЩЕГО МОМЕНТА, приложенного в пролете вала переменного сечения, опирающегося на подшипниковые опоры, заключающийся в измерении деформации вала посредством тензорезисторов, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и производительности измерений за счет автоматического исключения влияния поперечных сил, моментов и консольной нагрузки, выбирают на участках вала четыре поперечных сечения, первое, второе и третье — между опорой, свободной от консольной нагрузки, и зоной приложения измеряемого момента, а четвертое — с другой стороны зоны приложения измеряемого момента между этой зоной и зоной приложения ближайшего к ней неизмеряемого усилия так, чтобы сумма отношений расстояний сечений от опоры, свободной от консольной нагрузки, к моменту сопротивления вала в первом и четвертом сечениях равнялась сумме таких же отношений для второго и третьего сечений, затем располагают тензорезисторы по одному в выбранных четырех сечениях с одной стороны вала, суммируют сигналы тензорезисторов, расположенных в первом и четвер" том сечениях, и получают сигнал, пропорциональный изгибающему моменту, вычитанием из этой суммы суммысигналов тензорезисторов, расположеных во втором и третьем .сечениях.

2. Способ по п.1, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью обеспечения возможности измерений в случае, когда между зоной приложения измеряемого усилия и ближайшим к нему неизмеряемым усилием вал не:доступен для размещения тензорезисторов, тензорезистор четвертого сечения устанавливают в ближайшей доступной зоне, компенсируют погрешность установки, размещая два дополнительных тензорезистора в двух поперечных сечениях вала со стороны остальных тензорезисторов в зоне, прилегающей к опоре с консольной нагрузкой, и получают сигнал, пропорциональный измеряемому моменту, вычитая их сигналы из сумм сигналов первого и четвертого тензорезисторов и второго и третьего тензорезисторов соответственно.

1155877

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к измерению изгибающих моментов, возникающих в пролетах двухопорных валов и балок, и может быть использовано в процессе испытаний деталей машин и строительных конструкций, Известен метод измерения усилий с помощью механических приспособлений и специальных конструкций балок, позволяющий разделять изгибающий момент от поперечной силы и сосредоточенный изгибающий момент 1 11.

Однако этот метод не пригоден для реальных конструкций строительных балок и валов машин, так как требует придания последним специальной формы, Наиболее близким по технической сущности к изобретению является спо- 2Р соб дифференцированного измерения силовых параметров, согласно которому при количестве измерительных схем, равном числу приложенных к объекту силовых параметров, определяют наборы масштабных коэффициентов, при которых сумма сигналов измерительных схем является функцией только одного измеряемого параметра (23. ЗО

Недостатком этого метода является значительная погрешность.

Цель изобретения — повышение точности и производительности измерений за счет автоматического исключе- З5 ния влияния поперечных сил, моментов и консольной нагрузки.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу измерения изгибающего момента, приложенного 4р в пролете вала переменного сечения, опирающегося на подшипниковые опоры, заключающемуся в измерении деформации вала посредством тенэорезисторов, выбирают на участках вала че- 45 тыре поперечных сечения, первое, второе и третье — между опорой, свободной от консольной нагрузки, и зоной приложения измеряемого момента, а четвертое - с другой стороны зоны 5О приложения измеряемого момента между этой зоной и зоной приложения ближай иего к ней неизмеряемого усилия так, чтобы сумма отношений расстояний сечений от опоры, свободной от кон- 55 сольной нагрузки, к моменту сопротивления вала в первом и четвертом сечениях равнялась сумме таких же отношений для второго и третьего сечений, затем располагают тензореэисторы по одному Р выбранных четырех сечениях с одной стороны ва ла, суммируют сигналы тензорезисторов, расположенных в первом и четвертом сечениях, и получают сигнал, 1 пропорциональный изгибающему моменту, вычитанием иэ этой суммы суммы сигналов тензорезисторов, располо1 женных во втором и третьем сечениях.

Для обеспечения возможности измерений в случае, когда между зоной приложения измеряемого момента и ближайшим к нему неизмеряемым усилием вал недоступен для размещения тензорезисторов, тензорезистор четвертого сечения- устанавливают в ближайшей доступной зоне, компенсируют погрешность установки, размещая два дополнительных тензорезистора в двух поперечных сечениях вала, со стороны остальных тензорезисторов в зоне, прилегающей к опоре с консольной нагрузкой, и получают сигнал, пропорциональный измеряемому моменту, вычитая их сигналы из сумм сигналов первого и четвертого тензорезисторон и второго и третьего тензорезисторов соответственно.

На фиг. 1 показана схема вала; на фиг. 2 — схема соединения тензорезисторов; на фиг. 3 — схема вала с недоступной зоной; на фиг. 4 — схе ма соединения тензореэисторов.

Для реализации способа на кон- . сольном валу 1, установленном на подшипниковые опоры 2 и 3, выбирают первое 1< второе 1 и третье 1 сечения между опорой, свободной от консольной нагрузки и зоной приложе ния измеряемого момента, выбирают четвертое сечение 1 с другой стороны зоны приложения измеряемого момента между этой зоной и зоной приложения ближайшего к ней неизмеряемого усилия. Сумма расстояний сече- . ний от опоры, свободной от консольной нагрузки, к моменту сопротивления этого же сечения для первого и второго сечений равна сумме таких же отношений для второго и третьего сечений, исходя иэ соотношения

Хь — + (y), "/1 А 2

1155877 где,1,д .,д — моменты сопротивт " з 4 лений относительно оси балки в этих сечениях.

Тензорезисторы К4., R<, R>, R4, 5 расположенные в первом, втором, третьем и четвертом сечениях в плоскости изгиба включают в измерительную схему так, чтобы сигналы от деформаций, вызванных изменением изгибающего момента, суммировались.

Для этого тензорезисторы R<, К последовательно соединяют и включают в одно из плеч полумоста, другое плечо образуют последовательно включенные тенэорезисторы К, R .

Полумост подключают к вторичной аппаратуре (не показано). В случае, когда вал между зоной приложения иэ20 меряемого момента и ближайшим к нему неизмеряемым усилием недоступен для размещения тензорезисторов (фиг. 3), то устанавливают два дополнительных тенэореэистора R н R в двух сечениях 1 и 1,< соответственно в зоне, примыкающей к опоре с консольной нагрузкой, и включают их в измерительную схему.

Использование изобретения при исследованиях строительных конструкций и зубчатых передач позволяет повысить точность и ускорить проведение испытаний, поскольку возможно проводить визуальный контроль правильности процесса измерений без предварительной обработки получаемой информации.

1155877

Составитель В. Годзиковский

Редактор М, Недолуженко Техред С.Мигунова Корректор А. Обручар

Заказ 3129/36 Тираж 897 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