Динамометр для определения контактных давлений

Авторы патента:

РОЗЕНБЕРГ ОЛЕГ АЛЕКСАНДРОВИЧ

ЦЕХАНОВ ЮРИЙ АЛЕКСАНДРОВИЧ

КОМАРОВ АНДРЕЙ АНАТОЛЬЕВИЧ

КРИЦКИЙ АНАТОЛИЙ ДМИТРИЕВИЧ

ШЕЙКИН СЕРГЕЙ ЕВГЕНЬЕВИЧ

КОНЯГИН ЕВГЕНИЙ ВЛАДИМИРОВИЧ

G01L1/06 - путем измерения остаточной деформации измерительных элементов, например сжатых тел

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для измерения усилий при редуцировании. Цель изобретения - повышение точности. При редуцировании изделия прогиб тензометрического деформирующего элемента фиксируется датчиками, наклеенными на его наружной поверхности, которая выполнена конической с углом конусности, равным углу конусности рабочего конуса. На внутренней поверхности обоймы, в которой размещен тензометрический деформирующий элемент и которая имеет тот же угол конусности, выполнен паз для размещения датчиков.1 ил.

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (st)s G 01 1 1/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4731460/10 (22) 22.08.89 (46) 15.03.92, Бюл, М 10 (71) Институт сверхтвердых материалов АН

УССР и Воронежский политехнический институт (72) О А. Розенберг, Ю. А. Цеханов, А. А. Комаров, А.Д. Крицкий, С.Е. Шейкин и Е.В. Конягин (53) 531.781(088.8) (56) Розенберг О. А. Механика взаимодействия инструмента с изделием при деформирующем протягивании Киев: Наукова думка, t981, с. 51.

Проскуряков Ю. Г. и др. Объемное дорнование отверстий, М.| Машиностроение, 1984, с. 40-42.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для измерения сил протягивания.

Известно устройство для измерения сил протягивания, основная часть котороговЂ”, стальной корпус, выполненный таким образом, что он хвостовиком соединяется с кареткой станка, а в переднюю часть ввинчен хвостовик патрона, в котором закрепляется протяжка; на наружной поверхности корпуса наклеены рабочие и компенсационные тензодатчики,.которые с помощью конуса и уплотнительных колец предохраняются от механических повреждений и попаданий влаги.

Недостатком устройства является то, что оно не позволяет с достаточной точностью получать значения контактных давлений.,, Я2;, 1719933 А1 (54) ДИНАМОМЕТР ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

КОНТАКТНЫХ ДАВЛЕНИЙ (57) Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для измерения усилий при редуцировании.

Цель изобретения вЂ” повышение точности.

При редуцировании изделия прогиб тензометрического деформирующего элемента фиксируетея датчиками, наклеенными на его наружной. поверхности, которая выполнена конической с углом конусности, равным углу конусности рабочего конуса. На внутренней поверхности обоймы, в которой размещен тензометрический деформирующий элемент и которая имеет тот же угол .конусности, выполнен паз для размещения датчиков. 1 ил.

Известно устройство для измерения сил при протягивании, основной частью которого является стальной корпус, на поверхности рабочей шейки последнего наклеены -а рабочие и компенсационные тензодатчики.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройство (динамометр) для определения контактного давления в зонах заборного конуса и цилиндрической ленточки, представляющее собой тензометрический дорн (деформирующий элемент), геометрия рабочего конуса, цилиндрической ленточки и обратного конуса которого аналогична геометрии этих же участков рабочего деформирующего элемента, состоящее из плоских (шириной 3 мм) упругих элементов в виде колец специальной формы с окнами для на1719933 щий вид.

Устройство состоит из жесткой обоймы 45

1 с посаженным в нее по сопряжению кону50

55 клейки тенэодатчикоа, которые гайками в виде пакета зажимаются на оправке, При помощи этого инструмента возможно получение эпюры распределения контактных давлений за один проход инструмента через отверстие обрабатываемой втулки.

Недостатки устройства заключаются в недостаточно высокой точности вЂ” оно имеет низкую разрешающую способность, поскольку шаг дискретизации длины контакта инструмента с обрабатываемой поверхностью равен ширине плоского кольца, т, е. 3 мм. В то же время, в большинстве случаев длина контакта при деформирующем протягиаании находится в пределах 0,2-7 мм. Между измерительными плоскими кольцами из-за осевых усилий, являющихся результатом сборки и эксплуатации тензометрического дорна, возникают усилия трения, что приводит к погрешностям измерений.

Цель изобретения вЂ” повышение точности определения контактных давлений при редуцировании.

Эта цель достигается тем, что в динамометре, содержащем размещенный в обойме тензометрический деформирующий элемент, геометрия рабочего конуса, цилиндрической ленточки и обратного конуса которого идентична геометрии указанных участков рабочего деформирующего элемента, и датчики, наружная поверхность тензометрического деформирующего элемента и внутренняя поверхность обоймы выполнены в форме усеченного конуса, угол конусности которых равен углу конусности рабочего конуса, на внутренней поверхности обоймы выполнен паз, а датчики размещены на коНической поверхности тензометрического деформирующего элемента.

На чертеже изображено устройство, обсов тензометрическим деформирующим элементом 2, на который наклеены датчики

3. Причем под эти датчики в обойме 1 аыполнен паз. Тензометрический деформирующий элемент 2 поджимается к обойме гайкой 4. Причем между гайкой 4 и элементом 2, элементом 2 и обоймой 1 находятся шайбы вЂ” вкладыши 5 и 6.

В реальном процессе сила редуцирования распределяется по участкам рабочей .зоны неравномерно. Поэтому для определения контактных давлений при редуцировании на различных участках рабочей зоны деформирующий элемент 2

40 выполнен в виде усеченного конуса и обклеен тензометрическими датчиками 3. Редуцируют изделие тензометрическим деформирующим элементом 2. Образующийся в результате этого некоторый прогиб деформирующего элемента 2 фиксируется датчиками 3. Причем силы, действующие на различных участках фактической протяженности контакта, имеют свой коэффициент соответствия. После снятия показаний датчиков 3 и определения коэффициентов соответствия получают некоторые значения усилий, которые дают возможность построить график изменения значений контактных давлений на различных участках фактической протяженности контакта деформирующего элемента, В институте сверхтвердых материалов

АК Украины разработан опытный образец устройства для определения контактных давлений при редуцировании поршневых пальцев двигателя Д-240 диаметром 46 вЂ” 0,5 мм, длиной 80 мм. Рабочий конус деформирующего элемента имеет длину 43 мм и угол

6,5О, ширина цилиндрической ленточки составляет 1 мм. Величина конусности обратного конуса составляет 5О, Диаметр волоки по ленточке 42,5 мм. Деформирующий элемент выполнен из твердого сплава ВК 15 с толщиной стенки 12,5 мм и имеет 10 тензометрических датчиков, Обойма выполнена из стали 35ХГСА; HPC 50-56 с наружным диаметром 135 мм, высотой 135 мм, внутренним диаметром 81,5 мм и углом конуса

6,5О. Устройство испытуется при редуцировании поршневых пальцев двигателя -240 из стали 12 ХНЗА, НВ 170;..190, с натягом

3,5 мм, что соответствует фактической напряженности контакта 15,5 мм. Испытания производятся на скорости 0,05 м/с. В качестве технологической смазки используется жидкость MP-4, В результате испытания получена эпюра изменения значения контактных давлений по фактической протяженности контакта с шагом дискретизации

1,55 мм, что в два раза точнее прототипа, имеющая одну нулевую точку в начале координат, один максимум, монотонное возрастание.

Полученные экспериментальные данные о величине и характере изменения значений контактных давлений по фактической протяженности контакта деформирующего элемента дают возможность за счет цельности элемента избежать погрешностей (например, из-за возникновения сил трения как в составном деформирующем элементе прототипа), оптимизировать геометрию инструмента, за счет чего повышается его стойкость.

1719933

Ф о р мул а изобретен ия

Составитель О. Розенберг

Техред М.Моргентал Корректор Н. Ревская

Редактор И. Касарда

Заказ 766 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва; Ж-35, Раушская наб., 4!5

Производственно-.издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Динамометр для определения контактных давлений при редуцировании, содержащий размещенный в обойме тензометрический деформирующий элемент, геометрия рабочего конуса, цилиндрической ленточки и обратного конуса которого идентична геометрии указанных участков рабочего деформирующего элемента, и датчики, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, наружная поверхность тензометрического деформирующего элемента и внутренняя поверхность обоймы

5 выполнены в форме усеченного конуса. угол конусности которых равен углу конусности рабочего конуса, на внутренней поверхности обоймы выполнен паз, а датчики размещены на конической поверхности тензометриче10 ского деформирующего элемента.

Похожие патенты:

Датчик импульсного давления // 1668878

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к области измерения максимального значения компоненты тензора напряжений в исследуемой среде

Способ измерения усилий // 1624281

Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и мсхет быть ис- , lOfli JOBcHo для измерения статических и ,iV

Способ определения веса грузоподъемных колесных объектов // 1564495

Изобретение относится к весоизмерительной технике

Способ определения нормальной компоненты напряженного состояния в различных средах // 1538064

Изобретение относится к измерению напряжений путем оценки величины остаточных явлений при разрушении чувствительного элемента от импульсных воздействий и позволяет измерять нормальную компоненту напряженного состояния в различных средах (твердых, жидких, газообразных) независимо от амплитудно-временных характеристик действующих воздействий

Динамометр для измерения усилия зажима цанги двойного действия // 1420394

Изобретение относится к силоизмерительной технике

Устройство для определения знака одноосного напряженного состояния // 1418581

Изобретение относится к измерительной технике и м.б

Датчик сил упругой деформации механизма и устройство для его настройки // 1288511

Способ тарировки точечной месдозы // 1262303

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в исследовании контактных напряжений при обработке давлением порошковых материалов

Способ тарировки точечной месдозы // 1262302

Изобретение относится к измерительной технике и может быть исполь зовано в исследовании контактных пряжений при обработке давлением .орошковых материалов

Устройство для измерения механических напряжений // 1229608

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля процессов образования механических напряжений в полимерных элементах узлов электротехнической и радиоэлектронной аппаратуры

Способ определения остаточных напряжений // 2121666

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерения остаточных напряжений в поверхностном слое изделий и образцов, подвергшихся обработке различного вида

Измеритель усилия пресса // 2219505

Изобретение относится к области кузнечно-штампового оборудования, а именно к устройствам для измерения усилий прессов

Способ и устройство для определения остаточных поверхностных напряжений // 2282164

Изобретение относится к области точного машиностроения и может быть использовано в авиационном двигателестроении для выбора режимов механической обработки и оценки состояния поверхностного слоя материала через остаточные напряжения в резьбовых соединениях, дорожках качения подшипников, в контактных поверхностях зуба шестерен, а также в лопатках турбины и компрессора

Способ контроля общих остаточных деформаций корпусов транспортных и/или стояночных средств // 2293957

Изобретение относится к контролю общих остаточных деформаций транспортных и/или стояночных средств, в частности корпусов судов

Способ определения механических напряжений в стальных конструкциях // 2389988

Изобретение относится к области оценки технического состояния конструкций и может быть использовано для определения механических напряжений, например, в стальных трубопроводах надземной прокладки

Устройство для определения остаточных напряжений в деталях с электропроводными покрытиями // 2412428

Изобретение относится к машиностроению, а именно к измерительной технике, и может быть использовано при определении физико-механического состояния материала образцов как с электропроводными покрытиями, так и без электропроводных покрытий

Способ определения остаточных напряжений // 2455622

Изобретение относится к области строительной механики и может быть использовано при проектировании несущих арочных покрытий из тонколистовых холодногнутых профилей

Способ измерения контактных напряжений между поверхностями // 1763908

Изобретение относится к измерительной технике

Способ определения механических напряжений в сварном изделии // 2508527

Изобретение относится к сварке, в частности к способам определения деформаций и напряжений при сварке металлических конструкций и их последующей эксплуатации преимущественно из углеродистых и низколегированных сталей, и может быть использовано при изготовлении и техническом обследовании сварных конструкций в любых отраслях промышленности. Сущность: в качестве контролируемой зоны выбирают участок изделия, находящегося под нагрузкой, нагревают участок, создавая в нем пластическую деформацию. Измерение размера контролируемой зоны производят датчиками перемещения до и после нагрева, и по изменению ее размера судят о напряженном состоянии металла до начала нагрева. Диаметр зоны нагрева выбирают из условия A=(1,3-5,0)d, где d - диаметр зоны нагрева, А - диаметр базы измерения контролируемой зоны. Технический результат: повышение достоверности оценки прочности и ресурса сварных конструкций путем экспериментального определения их напряженного состояния. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Устройство для определения механических напряжений на поверхности металлической конструкции путем введения фиксированного количества теплоты // 2523073

Изобретение относится к средствам определения механических напряжений, в том числе при изготовлении и последующей эксплуатации металлических конструкций преимущественно из углеродистых и низколегированных сталей, и может быть использовано при изготовлении и техническом обследовании конструкций в любых отраслях промышленности. Устройство содержит средство для проявления механических напряжений посредством контактного энергетического воздействия в зоне небольшого участка в пределах исследуемой поверхности конструкции и соответствующих деформационных перемещений от воздействия, систему измерений указанных деформационных перемещений по границам участка с их оперативной регистрацией и пересчетом в механические напряжения, и средства жесткого крепления устройства на исследуемой поверхности. Средство для проявления механических напряжений выполнены в виде источника тепловой энергии с возможностью временного контакта его рабочего органа с указанным участком поверхности для передачи туда фиксированного количества теплоты, требуемого для пластической деформации указанного участка под действием определяемых механических напряжений и в результате временного нагрева участка до температуры существенного снижения предела текучести материала и наступления пластической деформации участка, но не до его плавления, и последующего остывания участка. Система измерений деформационных перемещений точек на поверхности упругодеформируемой пограничной зоны вокруг указанного пластически деформированного участка выполнена в виде диаметрально расположенных от центра устройства пар в разных угловых направлениях датчиков микромеханических перемещений, концы которых жестко закреплены в указанной пограничной зоне. Технический результат: возможность получить все компоненты напряжений, возникших в процессе изготовления, в период эксплуатации, а также суммарный уровень технологических и эксплуатационных напряжений без повреждения поверхности исследуемой металлической конструкции. 2 з.п. ф-лы. 1 табл., 3 ил.