Тензометрический динамометр для измерения крутящего момента

 

пц 474713

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 09.03.73 (21) 1890008/18-10 с присоединением заявки М (32) Приоритет

Опубликовано 25.06.75. Бюллетень _#_e 23

Дата опубликования описания 29.09.75 (51) М. Кл. G Oll 3/10

Государственный комитет

Совета Министров СССР (53) УДК 531.781 (533.6.072) ао делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

А. С. Бойко, Т. H. Домбровская, И. Е. Ижак и К. А. Стекениус (71) Заявитель (54) ТЕНЗОМЕТРИЧЕСКИЙ ДИНАМОМЕТР ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

КРУТЯЩЕГО МОМЕНТА

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения крутящего момента, в том числе момента крена при испытаниях моделей в аэродинамических трубах.

Известны тензометрические динамомстры для измерения крутящего момента, содержащие расположенный между двумя частями скручиваемого стержня упругий чувствительный элемент, выполненный в виде продольных пластин, радиально расположенных и равноудаленных от оси стержня, и тензорезисторы, укрепленные на пластинах упругого элемента.

Однако на точность и стабильность измерений момента большое влияние оказывает продольная сила.

Цель изобретения — уменьшить влияние продольной силы на точность и стабильность измерений.

Это достигается тем, что упругий чувствительный элемент связан с одной из частей скручиваемого стержня при помощи нежесткого к действию продольной силы упругого элемента, а каждая из частей стержня снабжена консольно закрепленными продольными балкообразными опорами, расположенными между пластинами чувствительного элемента и связанными между собой поперечными перемычками, при этом указанные опоры разных частей стержня выполнены с перекрытием по длине, а их поперечные перемычки соединены тягой, расположенной по оси скручпваемого стержня; нежесткий к действию продольной силы упругий элемент выполнен в виде расположенных накрест поперечных упругих пластин, соединенных по концам двумя продольными жесткими балками, одна из которых связана через проме10 жуточную поперечную пластину с пластинами упругого чувствительного элемента, а другая — с балкообразными опорами с одной стороны и с близлежащей частью скручиваемого стерн ня с другой.

На фиг. 1 показан предлагаемый динамометр, общий вид; на фиг. 2 — то же, поперечный разрез по чувствительному элементу (А — А); на фиг. 3 — то же, поперечный разрез в зоне присоединения нежесткого к дей20 ствию продольной силы упругого элемента (Б — Б).

Динамомстр содержит расположенный между двумя частями 1 и 2 скручиваемого стержня упругий чувствительный элемент, выпол25 ненный в виде продольных пластин 3, на которые наклеены тензорезисторы 4. Пластины

3 расположены радиально и равноудалены от оси стержня.

С частью 2 скручиваемого стержня пла30 стины 3 соединены с помощью нежесткого к

474713

3 действию продольной силы упругого элемента, который состоит из продольных жестких балок о и 6, связанных с концами расположенных накрест поперечных упругих пластин 7 и 8, соединенных по концам ребрами 5 жесткости 9, а для обеспечения технологичности конструкции выполнены пазы 10.

11родольная балка 5 соединена непосредственно с частью 2 скручиваемого стержня.

Балка 6 через промежуточную жесткую пла- IO стину 11 связана с пластинами 3 чувствительного элемента и через них — с частью 1 скручиваемого стержня.

В целом балки 5, 6 и пластины 7, 8 образуют упругие параллелограммы в двух взаим- 15 но перпендикулярных плоскостях, проходящих через продольную ось динамометра ot.

В радиальных плоскостях динамометра между пластинами 3 размещены жесткие балкообразные опоры 12 и 13. Опоры 12 соеди- 20 иены, как и пластины 3, непосредственно с частью 1 скручиваемого стержня, а опоры 13 соединены с продольной балкой 5. При этом опоры 13 проходят без касания в пазах 14 в промежуточной пластине 11 и отделены от по- 25 перечной пластины 7 пазами 15. Опоры 12 и

13 имеют вид консолей, будучи соединены соответственно с частью скручиваемого стержня и балкой 5 одними из своих концов.

Другие концы опор 12 и 13, имеющих пере- зо крытие по длине, связаны поперечными жесткими перемычками 16 и 17, которые проходят между пластинами 3 чуствительного упругого элемента. Перемычки 16 и 17 соединены тонкой тягой 18, расположенной по продоль- з5 ной оси ot динамометра.

При нагружении динамометра измеряемым крутящим моментом М он воспринимается упругими пластинами 3 и тягой 18. Но расположенная по оси ot тонкая тяга 18 обладает 4р относительно малой жесткостью к действию момента Мь и поэтому измеряемый момент в основном воспринимается пластинами 3 с тензорезисторами 4 на них, с которых поступает сигнал, пропорциональный действующе- 45 му моменту, При действии на динамометр осевой силы

T она преимущественно воспринимается тягой 18, так как по отношению к силе Т тяга

18 обладает существенно более высокой жесткостью, чем работающие на изгиб пластины 7и8.

Благодаря этому пластины 3 чувствительного элемента, связанные через промежуточную пластину 11 и балку 6 с пластинами 7 и 55

8, почти не нагружаются осевой силой Т и могут быть выполнены достаточно точными для измерения малых моментов. Ввиду того, что тяга 18 под действием осевой силы Т работает на растяжение, она достаточно прочна при малой ее толщине и обладает малой жесткостью к действию измеряемого крутящего момента, практически не снижая высокой чувствительности динамометра.

При фиксированной длине упругих пластин

3 чувствительного элемента тяга 18 может иметь увеличенную длину и соответственно еще более низкую жесткость по отношению к крутящему моменту за счет того, что перемычка 17 может быть расположена в поперечном пазу части 1 скручиваемого стержня (на чертеже не показано) .

Предмет изобретения

1. Тензометрический динамометр для измерения крутящего момента, содержащий расположенный между двумя частями скручиваемого стержня упругий чувствительный элемент, выполненный в виде продольных пластин, радиально расположенных и равноудаленных от оси стержня, и тензорезисторы, укрепленные на пластинах упругого элемента, отличающийся тем, что, с целью уменьшения влияния продольной силы на точность и стабильность измерений, в нем упругий чувствительный элемент связан с одной из частей скручиваемого стержня посредством нежесткого к действию продольной силы упругого элемента, а каждая из частей стержня снабжена консольно закрепленными продольными балкообразными опорами, расположенными между пластинами чувствительного элемента и связанными между собой поперечными перемычками, при этом указанные опоры разных частей стержня выполнены с перекрытием по длине, а их поперечные перемычки соединены тягой, расположенной по оси скручиваемого стержня.

2. Динамометр по п. 1, отличающийся тем, что нежесткий к действию продольной силы упругий элемент выполнен в виде расположенных накрест поперечных упругих пластин, соединенных по концам двумя продольными жесткими балками, одна из которых связана через промежуточную поперечную пластину с пластинами упругого чувствительного элемента, а другая — с балкообразными опорами с одной стороны и с близлежащей частью скручиваемого стержня — с другой.

474713 ю 2

12 Л

Корректор E. Хмелева

НИ ИПИ Государственного KQMHT T комитета Совета Министров СССР осква, 5К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

Редактор О. Степина

Заказ 2317 1

Составитель В. Герасимовй

Техред Л. Казачкова