Устройство для определения координат центра масс изделия

 

Изобретение относится к машиностроению и может использоваться для определения массы и координат центра масс изделий. Цель изобретения - повышение точности за счет исключения погрешностей базирования и расширение функциональных возможностей за счет обеспечения возможности определения вертикальной координаты центра масс изделия. Для этого устройство для определения координат цен-% тра масс изделия, содержащее основание, на котором размещены три силоизмерительных узла с опорами и грузоприемными шарнирами, снабжено механизмом перемещения одной из опор вдоль оси, перпендикулярной основанию, и переходником с тремя базовыми отверстиями для базирования контролируемого изделия и грузоприемных шарниров. Опоры размещены на силоизмерительных узлах с возможностью перемещения в плоскости, параллельной основанию. 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК„,."„ЫÄÄ 1781576 А1 (3!)5. G 01 M 1/12

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) . (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

КООРДИНАТ ЦЕНТРА МАСС ИЗДЕЛИЯ (57) Изобретение. относится к машинострое., нию и может. использоваться для определения массы и координат центра масс иэделий, Цель изобретения — повышение точности за счет исключения погрешностей

Изобретение относится к машинострое- взвешивании, однако устройство обладает нию, а именно к устройствам для определе- ..рядом недостатков, к которым относятся ния координат центра масс, Устройство . сравнительно низкая точность измерений и, может быть использовано в измерительной . ограниченные технологические возможнотехнике для олределения массы и. коорди- .. сти, не обеспечивающие определение вернат центра масс преимущественно крупно- тикальной координаты центра масс габаритных изделий.. :,. изделия.

В устройстве, принятом за прототип, . Сравнительно низкая точность измереприменены трое весов со специальными ний объясняется особенностями конструкрпорами, о на из которых установлена не- ции известного устройства, состоящими в подвижно, вторая — с возможностью пере- способе закрепления сфер, взаимодейсМумещения вдоль .оси; соединяющей эти ющих с переходником изделия. Эти сферы опоры, а третья — с возможностью переме- закреплены на:опорах устройства и могут щения в: горизонтальной плоскости в двух изменять свое положение па отношению к взаимно перпендикулярных направлениях, переходнику, на котором зафиксированоиэпричем опоры связаны с переходником для делив, что приводит к смещению системы установки изделия через сферы. координат стейда относительно системы коТакая конструкция позволяет избежать ординат изделия, снижая тем самым точвозникновения невертикальных сил при ность измерений, 1 (21) 4758759/28 (22) 13.11.89(46) 15.12.92. Бюл. N 46 (71) Научно-исследовательский институт технологии машиностроения (72) В;В,Крылов, А В.Медарь, Е.В,Матвеев;

О.В.Орлов и Ю.И;Смелкин (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 248278, кл 6 01 М 1/12,.1967;

2 базирования и расширение функциональных воэможностей за:счет обеспечения воэможности определенйя вертикальной координаты центра масс изделия, Для этого устройство:для определения координат цен-, тра масс изделия, содержащее основание, на котором размещены три силоизмерительных узла c îïîðàìè и грузоприемными шарнирами, снабжено механизмом перемещенйя одной из опор вдоль оси, перпендикул ярной основанию, и переходником с тремя базовыми отверстиями для базирования контролируемого изделия и грузопри-. емных шарниров. Опоры размещены на силоиэмерительных узлах с возможностью перемещения в плоскости, параллельной основанию, 4 ил.

1781576

Калиброванная оснастка повышает точ.ность определения координат центра. масс, Следовательно, введение новых отличительных признаков позволяет осуществить поставленную цепь изобретекия, обеспечивает получение положительного эффекта и соответствует критерию изобретения.-

При проведении патентного поиска авторами не были обнаружены технические решения с аналогичной совокупностью признаков.

На фиг. 1 дан вид на устройство беэ переходника сверху и без подвижных частей опор; на фиг, 2 — пример схемы конст-: руктивного воплощения предлагаемого устройства; на фиг, 3 — вид Б на фиг. 1; на фиг. 4 — вид устройства при наклонном положении изделия.

Устройство содержит весы 1, на кото- . рые установлена неподвижная опора 2, весы 3, на которые установлена опора 4,. содержащая подвижную часть 5., имеющую. возможность перемещения вдоль оси, соединяющей центры сфер 6 и T эа счет приме-нения шарикоподшипниковой связи 8. между подвижной и неподвижной частями, На весах 9 устайовлена опора 10; содержащая подвижную часть.11, имеющую возможность перемещейия в горизонтальной .

0 плоскости вдвух взаимно-перпендикулярых направлениях за счет применения шарикоподшипниковой связи 12 между подвижной и неподвижной частями. Изделие 13 непосредственно устанавливается на оснастку, 5 выполненную в виде калиброванного переходника 14. В переходнике 14 выполнены три базовые отверстия 15, в которых размещены штоки 16, Головки 17 штоков неподвижно соединены посредством крепежных элементов 18 со сферами 19, 6 и 7, Опорная .поверхность 20 йодвижной части 1 1 опоры

10, взаимодействующая со сферой 19, выполнена в одной горизонтальной плоскости ,с опорной поверхностью 21 этой же подвиж5 ной части, вэаймодействующей q неподвижной частью опоры 1.0 посредством шарикоподшипниковой связи 12, Опорная поверхность 22 подвижной части 5 опоры 4, взаимодействующая со сферой 6, выполнена в одной горизонтальной плоскости с опорной поверхностью 23 этой же подвиж-. ной части, взаимодействующей с неподвижной частью опоры 4 посредством шарикоподшипниковой связи 8. сферических опор при увеличении угла на- 15 клона, Эти особенности конструкции уст- ройства не позволяют осуществить наклон

25 мсщения третьей опоры и оснастка для 40 установки иэделия выполнена в виде калиб50

Ограниченные технологические возможное и известного устройства обьясняются двумя причинами. Во-первых, это большо расстояние по высоте от опорной плоскости сфер до опорной плоскости подг.ижных частей опор, что снижает устойчивость опор и делает невозможным наклон изделия ввиду возможности его опрокидывания, Другая причина состоит в особенностях конструкции устройства, приводящих к и".ðåìåùåHèþ переходника с изделием по сферическим"6йорам при наклоне, что приводит к ошибкам в Йзмеренйях и может вызвать СоскальП"ЙМййе переходника. со изделия, необходимый для определения вертикальной координаты центра масс, что снижает его технологические возможности

Целью изобретения является повышение точности определения координат центра масс и расширение технологических воэможностей устройства эа счет определения вертикальной координаты центра масс.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве содержится трое весов с опорами. взаимодействующими через сферы с оснасткой изделия, при этом одна сфера опирается на неподвижную опору, вторая— на подвижную, которая обеспечивает горизонтальное перемещение вдоль оси, проходящей через центры первой и второй сфер

Третья сфера опирается на подвижную часть неподвижной опоры, обеспечивающу.о свободное перемещение в горизонтальной плоскости, Новым является то, что в состав устройства введен механизм вертикального перерованного переходника, в котором имеются три базовых отверстия под штоки с опорными сферами. Кроме того, опорная яоверхность первой опоры и опорные поверхности подвижных частей .второй и третьей опор. которые взаимодействуют со сферами и с неподвижными частями опор (через подшипники качения, скольжения, магнитные, аэростатические и др.) выполнены в одной горизонтальной плоскости. Совмещение всех перечисленных плоскостей в одну позволяет исключить возникновение опрокидывающих моментов, повысить устойчивость опор и дает возможность осуществить наклон изделия с помощью механизма вертикального перемещения третьей опоры; что делает возможным определение вертикальной координаты центра масс на данном устр йстве.

Устройство снабжено механизмом вертикального перемещения опоры 3; выполненным в виде домкрата 24.

Устройство работает следующим образом, 1781576

Опорные поверхности 20 и 21 подвиж.- где R> = R> — R>0; ной части 11 опор с помощью домкрата 24, Rz = Rz" — Rz; выводят в одну горизонтальную плоскость с . Rz = Ra — Ra; опорными:поверхностями 22 и 23 подвиж- Язн = йз"" - Вз "; ной части 5.опоры 4 и опорной поверхно- 5 Мц.= R>+Rz+Яз. стью 25 неподвижной опоры 2. Измеряют реакции Rjo, Rzо,Raо в опорах с помощью : . Таким образом; благодаря расположе- весов, Затем наклоняют с помощью домкра- .йикю опорных поверхностей сфер и подвижта 24 переходник-на:некоторый.заданйыйс: ных частей oriop â одной горизонтальной угол ай величийукоторогос.целью получе- 10 плоскости, исключающему возникновение . ния максимальной точности йзмерений вы-... опрокидйвающего момента, и наличию ме- ..

6ирают возможно большей йз условий ханизма вертикального. перемещения конструктивных"характеристик - изделия и - третьей опоры; обеспечивающего поворот устройства. Измеряютренакциюяр " вопоре иэделия вокруг горизонтальной оси, прохо10. После этого возвращают треттыю опору в 15 дящей через центры сфер первых двух опор, исходное состояние, устанавливают и эа- осуществляетСя определение вертикальной крепляат на переходййке изделие и произ-, координаты центра масс изделия, что поэво водят иэмерение реакций опор Rf, Rz, R3, ., ляет расширить фнунскзцзиональные возмож-

Затем наклоняют переходник с изделием на . ности устройства, Вместе с повышением

::заданный угол и-производят:измерение ре- 20 точности определения,координат„благодаакций в опоре 10 Яз ". Обозначим сйстему . ря испольлзованйю. калиброванной оснаст:координат переходника;следующим абра- . кй, это создает положительнйй.эффект при зом. Ось. Х направим вдоль оси, соединяю-:: использовай и данноготехнического реше- щей центры сфер 6 и 7, Оси It направим нйя, . вдоль перпендикуляра;:опущенного иэ цен- 25:.: Ф о р.м у л а и з о б р е т е н и я тра сферы 19 на ось Х, ось Z направим иэ Устройство.для определенйя координат . точки 0 пересечения осей Y и перпендику-: .. центра масс изделия, содержащее основа..лярно плоскости ХОУ. Обозначим 1 расстоя- ние, размещенные на нем три силолзмери. ние между точкой Р и центрами сфер 6 и 7:;: тельных узла с опорами, три грузоприемных

Расстояние. от точки 0 до центра сферы 19 30 шарнира, предназначенных для взаимодейобознэтчим m, Точкой С обозначим искомый ствия с опорами, о т л и ч а ю щ е е с я тем; центр Масс. изделия, M — масса:изделлмяз g: — ..: что, с:целью пОвь|шения точности и расши ускорение свободного падения. .:: .. рения функциональных возможностей, одна

Координаты центра масс изделия опре- . :-.изкопор установлена с возможностью переделяются по формулам . .. 35 .мещения вдоль оси, перпендикулярной к основанию,"и переходником для размещения (Р1. -R2) I:::, -: изделия, связанным с трузоприемныкли

М . —. шарнирами, э опоры размещены.на силоиз. мерительных узлах с возможноСтью переЯз„,: . 40 мещения в плоскости, параллельной

9 асновэнию, и их опорные поверхности раз я — и „) .ыеозены водной плоскости с опорными па-, у . с а верхностями.грузоприемных шарниров, 1781576

1 8157ь г

Вид Б

1

Фиг, Ь

1781576

1

Составитель В.Крылов

Редактор В.Трубченко Техред М.Моргентал Корректор О,Юрковецкая

Заказ 4269 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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