Устройство для измерения контактных напряжений
ОПИ, КЗОБРЕТЕНИЯ
Союз С»зввтеии}} р - в рмтк л k c т и, е и и ."":
Ре«р«»@рук
К,4В ) ОРСКОМУ СВИ,ДЕТЕЛЬСТВУ (}(й1) Д полннтел},ное к авт г}»нд-и }р—
« (ЯЯ» Заяэле}»о 1201.76 (2f) 2314327/27 р (;.. приеое)1нненнем. Зэявкри 1« —
1 (23) (1рнорнтет— (5 ) p$. l(л, /
}) Щр}))6})АРИФ}«66и"..И
}р}}Н1}} ЦЮЮ1}}Я )1}}Р щ }}р«р«}р«}} ««р}рр(}}«ррр}4
РР1Цд«П }}
СО1 Ь 1 О4 ( 1 (43) ()пур»лниовано ОЮ6,77. Б}оллетень,)»}р} 21 } (45 ;, Дата оп»!бликования описания 201 077р (72) Автор«ь} изо оет н }р «» В.A. Теряев н Э,Л.}р»ибаев (71) Заявитель Институт черной металлургии (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОНТАКТНЫХ нАпРяжениЙ Иэобр тение Относится к области иэМврИТЕЛЬНОй ТЕХНИК«ч р В ЧВСТНОСТИ К тек эометричрэской .-"пп""Оатуое, и может быть нспральэазяна при Hсследованиях првссОВ ОбрабОтки металлОВ давлениемp например,цля Определения величины и н««правления кант«ак7ных и апряжр }HA прн прокатке, волочении, штамповке и других методах обработки давлением. Известно устройство для измерения контактных напряжений, выполненное в виде полой цилиндрической мессдоэы с контактным штифтом, рабочим участком и тенэореэнсторами на рабочем участке 1) . Недостатком данной конструкции является то, что действующие на торец контактного штифта со стороны металла нормальные и касательное усилия воспринимаются одним и тем же рабочим участком мессдоэы и возникающие в нем напряжения и пропорциональные им упругие деформации сжатия и изгиба, измеряемые с помощью тенэорезнсторов, накладываются друг на друга и не могут быть точно разграничены и определены в отдельности. Извeñòíî н другое устройство для измерения компонентов напряжений, действующих прн обрабо-ке металлов давлением на поверхности контакта инструмента с металлом, выполненное в вндв ступенчатого штнр".та, установленного на шариках. Центроэачнымн шариками 5 штифт устанавливается в Отверстии и фиксируется в этом положении-, a опорный шарик передает осевую нагрузку на стакан радиальной мессдазы. Рабочие шарики передают усилия от кон актных снл трения на лепестки чувствительных з..ементов (2 . Недостатком данной конструкции является невозможность одновременного измерения удельных сил трения и сил нормального давления. НеобхадИМоатЬ достаточно жесткой фиксации шариками мессдоэы в пространстве путем их важа" тия установочными винтами делает не» возможным измерение сжимающего усилия Я}3 через штифт, а снижение усилия зажатия до порога чувствительности мвссдозы приводит к нарушению положения штифта и„ как следствие, к невозможности точности измерения сил трения. 25 Целью настоящего изобретения является Обеспечение воэможности измерения касательных напряжений. Указанная цель достигается твм, чта устройство снабжено дополнительной ЗО мессдозой, выполненной в виде полого 56109р> Формула изобретения р 1 цилиндра, установленного в корпусе концентрично основной меесдозе таким образом, что один из его концов жестко связан с корпусам., а другой конец через промежуточные шарики — с наруржной поверхностью мессдозы, На чертеже изобраржен продольный разрез предлагаемого устройстрва,- вмонтированного в прокатный валок посредством переходного старюанра. gQ УСтрой ет В.О СОСТОИст Ч"З ВН утррЕН НрЕГО трубчатого элемента с юонртактным штчрфТоМ 1 р кОническим 2 Hi рарбОчрирм 3 участкамии и од.ориым в к.ладышем 4. Внут.ре:ниий элемент установлен саоана в н.аружном трубчатом элементе с рабочим участ-ком 5 и местом для крепления всей мессдазы 6. фиксирование внутреннего элемента в .радиальном и осевом направлениях осуществляется с помощью пробки-подпятника 7 и шарика 8, воспринимавших нормальную нагрузку на штифт 1. Радиальному смещению хвастовика внутреннего элемента препятствуют канусные расточки под шарик в опорном вкладыше 4 и пробке- подпятнике 7. Со стороны штифта внутренний элемент зафиксирован в наружном с помошью радиальной кольцевой опоры иэ шасриков 9,.расположенных вплотную друг к другу па периметру конического участка 2. Шарики удерживаются в рабочем положении с небольшим натягом посредством, например гай— ки 10 с упругой прокладкой 11 (картон, резина и др.) . Конструкция опары позволяет передавать касательное усилие, 35 приложенное к торцу штифта, на наружный элемент в любом направлении, наряду с этим наличие конического участка препятствует выдвиганию внутреннего элемента из мессдазы. Мессдаза в целом крепится донной частью в пъамежуточном стакане (или непосредственно в валке) с помощью гайки 12, причем посадочное место 6 обеспечивает равномерный зазор между штифтом и атверсти- 4 ем для ега выхода на уровень поверхности обрабатывающего инструмента. На рабочих участках 3 и 5 внутреннего и наружного элементов укреплены известными способами тензарезистары для из- @), мерения, соответственно, деформации сжатия и деформации изгиба, прОПарциональных нормальному и касательному контактным напряжениям. Тензарезисторы соединены па схемам полумаста или полного моста. В измерительные диагонали мостов через электронный усилитель включаются шлейфы осциллографа. Устройство работает следующим абраЗОМ. При пластической деформации металла в процессе обработки давлением нормальные контактные напряжения, васпринимаемые тоРцом штифта 1рпеРедаютсЯ Рабочему участку 3 энутр ннега элемента и УПР гГО р"у<ИМаЮт ЕГО ЗМЕстЕ C TBH BCQB— зистарами, та вызывает рассогласование прецэарительна сбалансированнога коста. сигнал катарага паступаст э уси литель. Ва время сжатия внутреннега элемента пройсхадит обкатывание шарякав 9 радиальной опоры между коническим участкам 2 и полостью наружиаг"; элемернта э còараны их расклинивания, чта исключает восприятие этим элементам осевой нагрузки: Касательные нагряже->HH i действующие на торец штифта 1р посредством радиап -iиай рлрарHКОВОИ а!)ОрЫ»еpадаЮТ Ся Н а ружнаму "-лемен у, рабочий Участок 5 которого подвергается изгибу, а ега слач, несушяе тензарезис:оры, с одной стороны — рас-.ÿãèâàþ= ñÿ, а с другой сжимаются. Эта приводит к разбалансу мостовой схемы и созданию саатветстэу юшего сигнаЛа, который поступает в усилитель. Внутренний элемен=, переДаюший касс.тельное усилие, пои Упpyro дефОррмации нар>ржнага элемента пОэарачивается вОкруг шарикОВОГО упОра 8 и сам практически B испытывает деформации изгйба. Таким образам, конструкциЯ Нре»-агаемога устройства паз-.аляет Осушест-вить раздельное нагружение рабочих участков упругих элементов мрассдазы сжимаюшснми H из ги бающи мч уcH JiH яки, чта, в свою очередь, Обеспечивает повышение точности измерения нормальной и касательной саставляюших контактных напряжений. Устройство для измерения контактных напряжений, содержащее установленную в корпусе мессдозу, вза модействующую через стальной шарик с контактным штифтом, о т л и ч а ю щ е е с я темр чта, с целью обеспечения вазможности измерения касательных напряжений, ана снабжено дополнительной мессдозай, эыпОлненнОй э видя ПОлОгG цялиндаар >>ic= танаэрлевнага э. корпусе канцентрична основной мессдазе таким образом, чта Один из его концов жеcTKo cBR3BH с корпусом, а другой конец через промежуточные шарики — с наружной поверхностью мессдазы. Источники информации, принятые ва внимание при экспертизе: 1.Чекмарев А.П., Ольдзиевский С.А. Методы исследования процес:оз прокатки. РМеталлургия, 1969 с.257-259. 2.Авторское свидетельства 9238836р кл. 5 01 L, 1/04 р 13. > 1.67, 561094 Составитель Н. Кирохин Техред N.Ëåâèíêàÿ Корректор С. Патрушева Редактор О.иванова Закав Филиал itii4i iiaтент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 1563/147 Тираж 1098 Подписное ННИИ JH Го< ударственного комитera Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий ii 3035, Москва, 8-35, Раушская наб., д.4 5
