Устройство для измерения осевых усилий взаимодействующих элементов

 

ОП ИСА Н И Е,п542922

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 22,03.71 (21) 1041151/28 (51) Ч Кл з б 01L 5/20 с присоединением заявки ¹ 1641152/28

Государственный комитет

Совета Министров СССР (23) Приоритет

Опубликовано 15.01.77. Бюллетень М 2

Дата опубликования описания 15.02.77 (53) УДК 531.781(088.8) по делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

В. В. Абашкин, И. В. Абашкин, Н. Н. Кудрявцев и Е. А. Князев

Всесоюзный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт железнодорожного транспорта (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ОСЕВЪ|Х УСИЛИЙ

ВЗАИМОДЕЙСТВУЮЩИХ ЭЛЕМЕНТОВ

Изобретение относится к области измерения осевых усилий взаимодействующих элементов, преимущественно колеса с рельсом.

Известны устройства для измерения осевых усилий колеса с рельсом. В этих устройствах на диске колеса или его гребне с равномерным шагом крепятся теизометрические датчики, которые при включении в измерительную схему дают возмо>кность регистрировать деформации, вызванные осевыми силами, возникающими между колесом и рельсом в процессе их качения.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является устройство для измерения осевых усилий, действующих на подшипник качения, содержащее поворотный элемент, выполненный в виде модели кольцеобразной формы, и чувствительный элемент, образованный в теле кольца выполнением конической расточки, на который размещены тензометрические датчики.

Основным недостатком указанного устройства является зависимость масштаба преобразования боковой силы в полезный сигнал от места ее приложения. Это условие значительно уменьшает точность измерения силы, т. е. достоверность показаний, т. к. место приложения силы в промежутках между датчиками не известно. Увеличение же числа применяемых тензодатчиков усложняет схему измеренпя, уменьшает ее»е позволяет тем самым повысить достовсриость показаний.

Целью изобретения является повышение

5 достоверности измерения усилий в паре взаимодействующих элементов.

Для этого в предлагаемом устройстве в теле модели со стороны торцовой поверхности, противоположной месту приложения измеряе10 мого усилия, выполнена кольцеобразная канавка, а устройство снабжено мембраной, образующей с указанной канавкой камеру, которая заполнена рабочей средой п представляет с последней чувствительный элемент.

I5 Мембрана может быть выполнена вогнутой внутрь камеры.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема предлагаемого устройства; иа фиг, 2— то >ке устройство с мембраной, вопц той

20 внутрь камеры.

Поворотный элемент выполнен в виде модели 1 кольцеобразной формы, в теле которой выполнена кольцеобразная канавка. Мембрана 2 образует с указанной канавкой камеру.

25 Камера заполнена рабочей средой 3, например жидкостью, и представляет с последней чувствительный элемент.

Канавка выполняется на торцовой поверхности модели, в ее гребне 4, по окружности

ЗО радиуса R на глубину S, которая выбирается

542922

7 из условия обеспечения упругих деформаций гребня под действием максимально возможной величины усилия Н. Для фиксации мембраны 2 в камере используется заглушка 5.

Предпочтительным вариантом является выполнение мемораны, вогнутой внутрь камеры.

В этом случае мембрана выполнена из листового материала с вогнутым внутрь камеры участком по всей окружности модели (см. фиг. 2). Мембрана закреплена на теле модели посредством заплечников 6. Крепление мембраны производят, например, сваркой так, чтобы между ней и телом модели было образовано герметизированное пространство камера.

Для обеспечения непосредственного отсчета величины осевого усилия в рабочую среду помещают датчик давления, связанный с регистрирующим прибором (на фигурах не показан).

Устройство работает следующим образом.

При движении моделии 1 по рельсу создается усилие Н, которое вызывает упругую деформацию гребня 4. Деформация гребня приводит к сближению поверхностей кольцеобразной канавки, в результате чего изменяется величина замкнутого объема рабочей среды 3. Изменение величины объема рабочей среды вызывает пропорциональное изменение давления последней, которое и регистрируется размещенным в ней датчиком давления. Поскольку рабочая среда — жидкость обеспечивает передачу изменения давления практически без искажения по всему объему, являющемуся в данном случае замкнутым, то взаимное расположение места приложения усилия О и датчика, регистрирующего давление жидкости, не изменяет масштаб преобразования усилия в полезный сигнал на выходе чувствительного элемента, т. е. давление рабочей среды.

5 Наличие у мембраны 2 выпуклого участка, обращенного внутрь камеры, заполненной рабочей средой, обеспечивает увеличение изменения объема рабочей среды, приходящегося на единицу деформации гребня, т. е. уве10 личивает чувствительность устройства по сравнению с вариантом устройства, показанным на фиг. 1. Кроме того, непосредственный контакт рабочей среды с телом модели, осуществляемый в варианте устройства, показан1д ном на фиг. 2, такжс повышает чувствительность.

Указанные конструктивные особенности устройства позволяют повысить достоверность измерения осевых усилий.

23

Формула изобретения

1. Устройство для измерения осевых усилий взаимодействующих элементов, преимущественно колеса с рельсом, содержащее поворотный элемент, выполненный в виде модели кольцеобразной формы, и чувствительный элемент с датчиком, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности измерения усилий, в теле модели со стороны

zp торцовой поверхности, противоположной месту приложения измеряемого усилия, выполнена кольцеобразная канавка, а устройство снабжено мембраной, образующей с указанной канавкой камеру, которая заполнена раз5 бочей средой и представляет с последней чувствительный элемент.

2. Устройство по и. 1, отл ич а ю шее ся тем, что мембрана вогнута внутрь камеры.

542922

Составитель А. Босой

Корректор E. Хмелева

Редактор Н. Аристова

Текред Е. Петрова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 44/1 Изд. № 109 Тираж 1054 Подписное

Ц1-1ИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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