Способ возбуждения постоянной силы и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для возбуждения постоянной силы сопротивления при изменяющем первоначальную деформацию упругого элемента перемещения силопередающего элемента. Цель изобретения - расширение диапазона возбуждения постоянной силы. Способ возбуждения постоянной силы заключается в следующем. Силопередающий элемент получает внешнее механическое воздействие и перемещается . При этом потенциальная энергия предварительно деформированного упругого элемента преобразуется в силу сопротивления перемещению силопередающего элемента , причем силопередающий элемент дополнительно нагружают упругой силой Рц, изменяющейся при его перемещении по закону, приведенному в описании изобретения . Величина вобуждаемой силы сопротивления остается постоянной. Величина возбуждаемой постоянной силы равна разности силы упругости предварительно деформированного основного упругого элемента и силы упругости предварительно деформированного дополнительного упругого элемента. Устройство для осуществления способа содержит корпус 1 с отверстием а в верхней части и б в нижней части. В отверстии а установлены силопередающий элемент 2 в виде поршня со штоком , основной упругий элемент в виде пружины 3 и механизм предварительной деформации упругого элемента, а именно гайка 4, ввернутая в резьбовую часть отверстия б. В отверстии а установлен ползун 5, дополнительный упругий элемент (пружина 6) и гайка 7, ввернутая в резьбовую часть отверстия а и являющаяся механизмом предварительной деформации дополнительного упругого элемента. 2 с.п.ф-лы, 1 ил. тЫ/ / Y/////j (Л С о го N5 О

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51>5 6 01 (25/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

IlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ.И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ (О

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4654829/10 . (22) 20.12,88 (46) 15.04,91. Бюл. ЬЬ 14 (72) С,П.Краснопевцев, Н.С.Чаленко, В.И.Чернаок и С.И.Яковлев (53) 531.781 (088.8) (56) Испытательная техника / Под ред.

В;В.Клюева, M. Машиностроение, 1982, с.172;

Вишенков А.С. Методы и средства аттестации. поверки и испытаний силоизмерительных приборов. M„. Изд-во Стандартов, 19&5, с.34-35. (54) СПОСОБ ВОЗБУЖДЕНИЯ ПОСТОЯННОЙ СИЛЫ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для.воз буждения постоянной силы сопротивления при изменяющем первоначальную деформацию упругого элемента перемещения силопередающего элемента. Цель изобретения— расширение диапазона возбуждения постоянной силы. Способ возбуждения постоянной силы заключается в следующем.

Силопередающий элемент получает внешнее механическое воздействие и перемещается. При этом потенциальная энергия предварительно деформированного упруго„„5U, 1642291 А1 го элемента преобразуется в силу сопротивления перемещению силопередающего элемента, причем силопередающий элемент дополнительно нагружают упру ой силой

F„, изменяющейся при его перемещении по закону, приведенному в описании изобретения. Величина вобуждаемой-силы сопротивriåHèÿ остается постоянной. Величина возбуждаемой постоянной. силы равна разности силы упругости предварительно деформированного основного упругого элемента и силы упругости предварительно деформированного дополнительного упругого элемента. Устройство для осуществления способа содержит корпус 1 с отверстием а в верхней части и б в нижней части. В отверстии а установлены силопередающий элемент 2 в виде поршня со штоком, основной упругий элемент в аиде пружины 3 и механизм предварительной деформации упругого элемента, а именно гайка 4. ввернутая в резьбовую часть отверстия б. В отверстии а установлен ползун 5, дополнительный упругий элемент (пружина 6) и ъ гайка 7, ввернутая в резьбовую часть отвер- () стия а и являющаяся механизмом предвари- ф тельной деформации дополнительного упругого элемента. 2 с,п.ф-лы, 1 ил. и

1б4г2М нием предварительной деформации упругого элемента, компенсируется изменением дополнительной упругой силы. Величина возбуждаемой постоянной силы

5 равна разности силы упругости предвари.тельно деформированного основного упругого элемента и силы упругости предварительно деформированного силовозбудителя дополнительной упругой силы.

10 Это подтверждается следующими расчетами.

ПервоНачально сила сопротивления перемещению силопередающего элемента без учета сил трения равна сопр = СОХО (C1X10 + С2Х10) tgQ 45 где Рсопр сила сопротивления перемеще нию силапередающего элемента;

C> — жесткость основного упругого эле0 ме

Хо — величина предварительной деформации основного упругого элемента;

С 1+С2 — жесткость силовозбудителя дополнительной упругой силы;

X10 — величина предварительной деформации силовазбудителя дополнительной упругой силы.При перемещении силопередающега элемента на величину Х в диапазоне 0 < Х

<Х10 1 2-1 сила сопротивления перемещению силопередающего элемента равна

1=сопр = СОХО + CoX ((С1Х10+ С2Х10)" С1Х1

- С2Х1)тца .

Х10+Х

Учитывая, что tg a — и

35 10. 1 конструкцию основного упругого элемента и силовозбудителя дополнительной упругой силы; обеспечивающих Равенство Со = С1+С2, получаем

Х10+ Х

40 сопр = СОХО+ СоХо - СоХ10 +

Х 10 — X1

X10+ X

+СОХ1

X 10 — X1

Преобразуем данное равенство:

Са Х1 -Со Х Х1 Со X1l Х10 С0 Х10 Х + Со Х1 Х10 + Co Х1 Х сопр = Со Хо +

Х вЂ” Х

=Со Хо. (С1Х10+ С Х10)Щ45

= Co Xo+ Со Хо Со Х10

Х10-Х1

Полученный результат показывает. что первоначальное. значение силы сопротивления перемещению силопередающего элемента не изменяется при его перемещении . на произвольную величину Х в ограниченНоМ конструкцией диапазоне и позволяет возбуждать постоянную силу при неподвижном и перемещающемся в любом силопередающем элементе.

Изобретение относится к приборостроению и может. быть использовано для возбуждения постоянной силы сопротивления при изменяющем первоначальную деформацию упругого элемента перемещения.силопередающего элемента, Цель изобретения — расширение-диапазона возбуждения постоянной силы и расширение функциональных возможностей, Способ возбуждения постоянной силы закл ючается в следующем, Силопередающий элемент получает внешнее механическое воздействие, которое перемещает его. При его перемещении потенциальная энергия предварительно деформированного. упругого элемента преобразуется в силу сопротивления перемещению силопередающего элемента. При.этом силапередающий. элемент дополнительно нагружают упругой силой дополнительных упругих элементов, изменяющейся при его перемещении по закону:

l=n

Fy = (С1Х)о CiXi)tgQ>

1=1 где Fy — значение даполнительйой упругой силы;

Ci — жесткость силовозбуздителя дополнительной упругой силы;

Х, — величина предварительной деформации силовозбудителя дополнительной упругой силы;

Xi — величина изменения предварительной деформации силовозбудителя дополнительной упругой силы; а; — угол, величина которого больше или равен 45 .

Величина возбуждаемой при перемещении силопередающего элемента в обоих направлениях силы сопротивления, а также при его остановке в любом положении диапазона перемещения силопередающего элемента остается постоянной, так как изменение.ее величины, связанное с изменеНа чертеже изображено устройство, реализующее способ возбуждения постоянной силы, общий вид.

Устройство для осуществления способа возбуждения постоянной силы содержит корпус 1, в верхней части которого имеется отверстие а, а в нижней части отверстие б.

Отверстия а и б — цилиндрические и закан. чиваются резьбой, B отверстии б установле1642291 ны сило передающий элемент 2, выполненный в виде поршня со штоком, основной упругий элемент в виде пружины 3 и механизм предварительной деформации упругого элемента, а именно гайка 4, ввер- 5 нутая в резьбовую часть отверстия б. Пружина 3 размещена между силопередающим элементом 2 и гайкой 4. В отверстии а установлены ползун 5, дополнительный упругий элемент, а именно пружина 6, и гайка 7:, 10 ввернутая в резьбовую часть отверстия а и являющаяся механизмом предварительной деформации дополнительного упругого элемента, Пружина 6 размещена между ползуном 5 и гайкой 7. Ползун 5 соединен с 15 силопередающим элементом 2 тягой 8, выполненной в виде талрепа, с шарнирами 9, Силоизмеритель 10 жестко закреплен в вер.хней части корпуса и соприкасается с силопередающим- элементом 2, Линия 20 возможного перемещения ползуна 5 пер- пендикулярна линии возможного. перемещения силопередающего элемента 2 и составляет угол в 45 с линией, проходящей через центры шарниров 9. 25

Количество пружин 6, ползунов 5 и тяг 8 может быть в устройстве от одного до нескольких. Все вместе они составляют силовозбудитель упругой силы.

Отверстия а и б обеспечивают возмож- 30 ность прямолинейного перемещения ползуна 5 и силойередающего элемента 2 соответственно, Исполнение тяги 8 в виде талрепа дает возможность регулировки рас..стояния между центрами шарниров 9. Пру- 35 жина 3 предварительно деформирована в зависимости от величины возбуждаемой постоянной силы в диапазоне от 0 до Р >, который ограничен конструкцией пружины, и удерживается в данном состоянии силопе- 40 редающим элементом 2 и гайкой 4. Перемещение силопередающего элемента 2 ограничено силоиэмерителями 10, которые служат дня измерения величины возбуждаемой постоянной силы. Пружина 6 предва- 45 рительно деформирована на величину, которая в Ч2 меньше расстояния между центрами шарниров 9 и удерживается в данном состоянии ползунпм 5 и гайкой 7. Конструкция .пружин " и 6 обеспечивает 50 равенство жесткости пружин 3 и суммарной жесткости пружин 6 (a зависимости от количества). При равенстве величины предварительной деформации основного упругого элемента (пружины 3) и дополнительных уп- 55 ругих элементов (пружин 6) возбуждаемая постоянная сила сопротивления перемещению силопередающего элемента 2 будет равна силе трения в направляющих (отверстия а и б) и шарнирах 9. Диапазон возбуждения постоянной силы определяется расстоянием между центрами шарниров 9 и конструкцией основного упругого элемента (пружины 3) и дополнительных упругих элементов (пружин 6).

Устройство работает следующим образом.

При подготовке устройства к работе производят предварительную деформацию пружин 3 и 6 вращением гаек 4 и 7 соответственно. Величину заданной постоянной силыы. определя ют по показаниям силоизмерителей 10. Затем силопередающий элемент 2 перемещают внешним механическим воздействием и преобразуют энергию предварительно деформированной пружины 3 в. силу сопротивления перемещению силопередающего элемента 2, которая равна возбуждаемой постоянной силе. При этом силопередающий элемент 2 дополнительно нагружают изменяющейся упругой силой, возбуждаемой предварительно деформированными. пружинами 6, которая передается через ползуны 5, тяги 8; что обеспечивает изменение силы по закону тангенса. При перемещении силопередающего элемента 2 происходит дополнительная деформация пружины 3 и увеличение силы сопротивления перемещению силопередающего элемента 2. При этом изменяется угол между линией, проходящей через центры шарниров 9. и линией перемещения ползуна 5, происходит перемещение ползуна 5 и уменьшение предварительной деформации пружин 6: Уменьшение упругой силы, возбуждаемой пружиной 6, нагружающей, силопередающий элемент 2, не происходит. из-за увеличения угла между линией, проходящей через центры шарниров 9 и линией перемещения ползуна 5, и соответственно тангенса указанного угла. Наоборот, происходит увеличение упругой силы, которое компенсирует увеличение силы сопротивления и таким образом сохраняется постоянное значение возбуждаемой. силы, Формула изобретения

1. Способ возбуждения постоянной силы, заключающийся в преобразовании потенциальной энергии предварительно деформированного упругого элемента в силу. сопротивления перемещению силопередающего элемента при внешнем механическом воздействии на него,.о т л. и ч а ю шийся тем, что, с целью расширения диапазона возбуждения постоянной силы и расширения функциональных возможностей, силопередающий элемент нагружают дополнительной упругой силой Еу, которая изменяется при перемещении силопередающего элемента по закону

1642291

7. Составитель Т,Ишкова

Техред M.Ìoðãåíòàï

Редактор M. Бандура

Корректор О.ципле

Заказ 1140 Тираж 353 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета. по изобретениям и открытиям при.ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г; Ужгород, ул.Гагарина, 101, Мп у = g (GXio — CiX>)tg .= 1 где Ci — жесткость силовозбудителя дополнительной упругой силы;

Xi> — величина предварительной деформации силовозбудителя дополнительной уп-. ругой силы;

Xi — величина изменения.предварительной деформации силовозбудителя дополнительной упругой силы; а — угол, величина которого больше или равна 45 .

2. Устройство для возбуждения постоянной силы, содержащее корпус с помещен- 15

- ным в нем основным упругим элементом и механизмом предварительной деформации упругого элемента; связанного с. силопереддющим элементом, выйолненным с воз" можностью прямолинейного перемещения, 0 о т л и ч а ю щ е е с я тем,. что,, с целью расширения диапазона возбуждения постоянной.силы, оно снабжено силовозбудителем дополнительной упругой силы, выполненным в виде тяги, ползуна, связанного шарнирно с одним ее концом, и с. дополнительного упругого элемента с механизмом предварительной деформации, скрепленного с ползуном, при этом второй конец тяги соединен посредством шарнира с силопередающим элементом, а ползун выполнен с возможностью прямолинейного перемещения в направлении, перпендикулярном линии перемещения силопередающего элемента, и составляющей с линией, проходящей через центры шарниров тяги угол с 45О, а дополнительный упругий элемент предварительно деформирован и выполнен с жесткостью, равной жесткости основного упругого элемента, при этом величина. предварительной деформации дополнительного. упругого элемента в

V2 меньше расстояния между центрами шарниров.