Лабораторный стенд для измерения массы, координат центра масс и сил, воздействующих на объект

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для моделирования процесса измерения положения центра тяжести, сил, воздействующих на объект, в частности для моделирования разборочно-сборочных работ при определении устойчивости технологического оборудования с незакрепленным опорным контуром. Стенд содержит платформу, поворотную цапфу, крепежную плиту, рычаг, горизонтальный вал, фиксаторы, гидроцилиндр, гидравлическую систему, гидрораспределитель, стержни, опорные стойки, балки, вертикальные стойки, пружины, втулки и измерительную систему, включающую датчики сопротивления и датчики перегрузок. Датчики сопротивления и перегрузок наклеены на стержни и рычаг, а измерительная система содержит также последовательно соединенные фильтр, тензоусилитель, аналого-цифровой преобразователь и ЭВМ, а также потенциометры, которые установлены на горизонтальном валу и поворотной цапфе. Изобретение позволяет моделировать условия выполнения разборочно-сборочных работ, сократить время и повысить точности измеряемых величин в реальном режиме времени. 3 ил.

 

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для моделирования процесса измерения положения центра тяжести, сил воздействующих на объект, в частности для моделирования разборочно-сборочных работ при определении устойчивости технологического оборудования с незакрепленным опорным контуром.

Известен стенд для диагностики, ремонта и обкатки ДВС, содержащий платформу, внутри которой расположен горизонтальный вал с рычагом и поворотной цапфой с крепежной плитой, а также гидроцилиндр, гидравлическую систему и гидрораспределитель, при помощи которых осуществляется подъем рычага, при этом на горизонтальном валу и поворотной цапфе расположены фиксаторы. [1]

К недостаткам этого устройства можно отнести то, что конструкция стенда не позволяет использовать его для лабораторных испытаний при измерении массы, координат центра масс и сил, воздействующих на объект в реальном режиме времени.

Известно устройство для взвешивания грузов на грузоподъемных машинах, содержащее измерительные датчики сопротивления и датчик перегрузок. [2]

Наиболее близким по технической сущности является комплекс для измерения массы, координат центра масс и моментов инерции машиностроительных изделий, содержащий опорные стойки со стержнями, удерживающими балки, на которых расположены пружины и вертикальные стойки со скользящими втулками. [3] /прототип/

К недостаткам этих устройств можно отнести то, что снятие показаний измеряемых величин с датчиков в реальном режиме времени процесс сложный и неудобный.

Задача изобретения заключается в моделировании условий выполнения разборочно-сборочных работ, сокращении времени и повышении точности измеряемых величин в реальном режиме времени.

Поставленная задача решается за счет того, что в лабораторном стенде для измерения массы, координат центра масс и сил, воздействующих на объект, содержащем опорные стойки со стержнями, удерживающими балки, на которых расположены пружины и вертикальные стойки со скользящими втулками, соединенными с платформой, внутри которой расположен горизонтальный вал с рычагом и поворотной цапфой с крепежной плитой, а также гидроцилиндр, гидравлическую систему и гидрораспределитель, при помощи которых осуществляется подъем рычага, измерительную систему, включающую датчики сопротивления и датчики перегрузок, при этом на горизонтальном валу и поворотной цапфе расположены фиксаторы, согласно изобретению датчики сопротивления и датчики перегрузок наклеены на стержни и рычаг, а в измерительную систему введены потенциометры, установленные на горизонтальном валу и поворотной цапфе, и последовательно соединенные фильтр, тензоусилитель, аналого-цифровой преобразователь и ЭВМ.

На фиг.1 показан лабораторный стенд для измерения массы, координат центра масс и сил, воздействующих на объект; на фиг.2 - вид А; на фиг.3 показана схема включения измерительных устройств.

Лабораторный стенд для измерения массы, координат центра масс и сил, воздействующих на объект (фиг.1) состоит из опорных стоек 1 со стержнями 2, удерживающих балки 3 с продольными балками 4, на которых расположены пружины 5 и вертикальные стойками 6 со скользящими втулками 7, соединенные с платформой 8. Внутри платформы 8 расположен горизонтальный вал 9 с рычагом 10 и поворотной цапфой 11 с крепежной плитой 12 при помощи гидроцилиндра 13, гидравлической системы 14 и гидрораспределитель 15 осуществляется подъем рычага 10, на горизонтальном валу 9 и поворотной цапфе 11 расположены фиксаторы 16. Измерительная система состоит из измерительных датчиков сопротивления 17, наклеенных на стержни 2, датчиков перегрузок 18, потенциометров 19, установленных на поворотной цапфе 11 и горизонтальном валу 9, фильтра 20, тензоусилителя 21, аналого-цифрового преобразователь 22 и ЭВМ 23. Объект ремонта 24.

Лабораторный стенд работает следующим образом. На крепежной плите 12 поворотной цапфы 11 закрепляют объект ремонта 24 (пример ДВС) и проводят разборку или сборку. Сигналы с измерительных датчиков сопротивления 17, наклеенных на стержни 2, и датчиков перегрузок 18 поступают через фильтр 20, тензоусилитель 21, аналого-цифрового преобразователь 22 на ЭВМ 23. При этом для определения положения объекта в пространстве на поворотной цапфе 11 и горизонтальном валу 9 установлены потенциометры 19, определяющие угол положения объекта в пространстве.

Для определения координат расположения центра тяжести (т.Р) объекта пользуемся выражением

где L_x - продольная база измерительной установки, м;

L_z - поперечная база измерительной установки, м;

- смещение центра тяжести относительно оси поворота рычага, м;

l₀ - высота крепления объекта, м;

R₁, R₂, R₃, R₄ - реакции силы действующих вдоль осей стержней, Н.

Для определения высоты расположения центра тяжести используем конструктивную особенность стенда и переводим объект ремонта в горизонтальное положение при помощи гидроцилиндра 13, гидравлической системы 14 и гидрораспределитель 15 и согласно формуле (3), определяем высоту расположения центра тяжести.

Моделирование условий выполнения разборочно-сборочных работ сокращение времени и повышение точности измеряемых величин в реальном режиме времени достигается за счет того, что используется ЭВМ, регистрирующая показания с датчиков.

Источники информации

1. А.С. СССР №91342, кл. G01G 3/12.

2. Патент РФ №2261348, кл. F02В 79/00, G01М 15/00, 27.09.05. Бюл. №27.

3. В.В.Богданов, B.C.Волобуев, А.И.Кудряшов, В.В.Травин. Комплекс для измерения масс и моментов инерции машиностроительных изделий // Измерительная техника, 2002 г., №2, с.37-39.

Лабораторный стенд для измерения массы, координат центра масс и сил, воздействующих на объект, содержащий опорные стойки со стержнями, удерживающими балки, на которых расположены пружины и вертикальные стойки со скользящими втулками, соединенными с платформой, внутри которой расположен горизонтальный вал с рычагом и поворотной цапфой с крепежной плитой, а также гидроцилиндр, гидравлическую систему и гидрораспределитель, при помощи которых осуществляется подъем рычага, измерительную систему, включающую датчики сопротивления и датчики перегрузок, при этом на горизонтальном валу и поворотной цапфе расположены фиксаторы, отличающийся тем, что датчики сопротивления и датчики перегрузок наклеены на стержни и рычаг, а в измерительную систему введены потенциометры, установленные на горизонтальном валу и поворотной цапфе, и последовательно соединенные фильтр, тензоусилитель, аналого-цифровой преобразователь и ЭВМ.