Упругий элемент прибора

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

У (22) Заявлено 15017б (21) 2344254/18 10 с присоединением заявки М— (51) мЗьЯG 01 Ь 3/04

G 01 Т 19/04

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано.2502ЯО. Бюллетень Ио 7

Дата опубликования описания 2502.80 (53) УДК 681. 2 (088.8) . (72) Автор изобретения

В.И. Зорин (71) Заявитель (54) УПРУГИЙ ЭЛЕМЕНТ ПРИБОРА

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано в конструкциях измерительных приборов, испбльзующих принцип силовой компенсации.

Известны упругие элементы гфи- боров (1) и (2), Однако эти. элементы не обеспечивают температурной компенсации развиваемого элементом усилия.

Известен упругий элемент прибора, выполненный из двух пластинчатых пружин, изготовленных из мате- риалов с различными коэффициентами термического расширения (3). 15

Однако этот элемент обеспечива-" ет термокомпенсацию в сравнительно узком диапазоне температур.

Цель изобретения — повышение точности компенсации изменения уси- 20 яия упругого элемента при измене-, нии температуры.

Это достигается тем, что в предложенном элементе пластинчатые . пружины выполнены неодинаковйми по. 25 длине образующей и скреплены между собой по краям, причем их образую- щие расположены под углом одна к . другой, а в качестве одного из выводных концов элемента использова" 30

2 на середина одной из этих пружин., Каждая из пружин может быть выболнена с образующими в виде угла, причем вершиной угла образующей первой пружины является точка расположения первого выводного конца. Вторым выводным концом может являться середина второй пружины или скрепленные края пружины. При этом, в riepsoM случае пружина с большей длиной об- . разующей выполнена из материала с меньшим коэффициентом термического расширения; а во втором — наоборот.

На фиг. 1-4 изображена схема элемента, возможные вариантЫ.

Упругий элемент состоит из пластинчатых пружин 1 и 2, которые скреплены между собой своими краями. Вид их соединения определяется конкретной конструкцией и требованиями к элементу. Если пружина 1 длинее., чем пружина 2, то образующие обоих пружин образуют угол d .

Середина пружины 1 используется в качестве выводного конца упругого элемента и может быть присоединена, например, к регулировочному винту 3, служащему для регулировки обжатия (усилия, развиваемого упругим элементом).

717538

Вторым выводным концом упругого элемента может служить середина пружины 2 (фиг. 1, 3 .и 4), либо ее вйешние края (фиг. 2) . К второму выводному концу, при использовании упругого элемента в приборе, обычно присоединяется преобразователь

4, являющийся источником силы, урав" йовешиваемой усилием упругого элемента. В качестве пружин 1 и 2 могут быть использованы (в зависимости от конкретных условий) различные пружины пластического типа: плоские, чашечные, кольцевые, конической или подобной формы, разрезные, звездообразные и т. д. Пружина 1 мо жет быть выполнена с образующей в вйде угла, при использований вер шины этого угла в качестве выводного конца упругого элемента, что способствует полученйю большей жесткости без увеличения толщины пружины.

При этом образующая пружины 2 может

:\. быть (в зависимости от конкретных требованйй и условий) полностью -прямолинейной, либо касательной к стороне этого угла fb . Вторая йружина 2 также может быть (фиг. 3, 4) выполнена с образующей в виде угла ф .

В случае необходимости получения нелинейной характеристики упругого

- элемента или исправления возникшей по иным причинам нелинейности пружины 2 может быть расположена по отношению пружины 1 вершиной угла Я в сторону противоположную вершине угла, что обеспечивает уменьшение жесткости по ходу обжатия, или в ту же сторону, т. е. между сторонами угла, что обеспечивает увеличение жесткости по ходу обжатия. Середина пружины 2 служит вторым выводным концом упругого элемента. При этом для обеспеченйя термокомпенсации, т. е; создания внутренних тепловых напряжений со знаком обратным изменению усилия упругого элемента от влияния изменения температуры, пружина 1 выполняется из материала с меньшим коэффициентом термического

"расширения, чем пружина 2. В ряде случаев предпочтительнее в качестве второго выводного конца упругого элемента использовать внешние края пружин. В этом случае, наоборот, из материала с меньшим коэффицйентом термического расширения выполняется пружина 2. При одном каком-либо зна-, чении.обжатия изменения температуры приводит к изменению угла ck

Например, при повышении температу,ры угол с(. также увеличивается, что ведет к увеличению усилия упругого элемента за счет внутренних тепловых напряжений. Это увеличение усилия направлено на компен-. сацию уменьшения усилия упругого элемента за счет снижения значения модуля упругости его материалов при повышении температуры. При снижении . температуры — влияние температуры обратное. При изменении обжатия упругого элемента величина углаа(.соответственно изменяется, что приводит к изменению кинематических соотношений внутри упругого элемента. ,Например, при увеличении обжатия угол о(- становится меньше и, следовательно, увеличивается передаточное отношение кинематической связи 0 между пружинами 1, 2. Вследствие этого при одном и том же изменении температуры изменение величины этого угла от внутренних тепловых напряжений также увеличивается. Вы15 бором конкретной величины угла о(.— жесткости всего упругого элемента с учетом всех остальных параметров и условий, принимаемых во внимание при конкретном пректировании, мож20 но .обеспечить компенсацию изменений усилия упругого элемента от изменения температуры во всем диапазоне регулировки величины обжатия, т. е ° для всех значений усилия упру25 гого элемента.

Предложенный упругий элемент, благодаря отсутствию надобности в дополнительных термокомпенсаторах или термостатирующих устройствах, позволяет повысить точность и надежность работы увеличить диапазон рабочих температур, снизить габариты и вес устройств, в которых он применяется.

Формула и зобретения

1. Упругий элемент прибора, содержащий две пластинчатые пружины, изготовленные из материалов с различными коэффициентами термического расширения, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что с целью повышения точности компенсации изменения усилия упругого элемента при изменении температуры, пластинчатые пружины выполнены неодинаковыми по длине образующей и скреплены между собой по краям, причем их образующие расположены под углом одна к другой, а в качестве одного из выводных концов элемента использована середина одной из этих пружин.

2. Упругий элемент прибора по и. 1, отличающийся тем, что в нем первая из пластинчатых пружин выполнена с образующей в виде угла с вершиной в точке расположения выводного конца.

3. Элемент прибора по п. 2, о тл и ч а ю шийся тем, что вторая пластинчатая пружина выполнена с образующей в виде угла.

4. Элемент прибора по пп. 1, 2 или 3, отличающийся тем, что в нем вторым выводным конЖ;ьЫЛ

" у

717538!

Составитель В. Кисилев

Техред Н. Бабурка

Корректор Ю. Макаренко

Редактор И.1ймелькин

Заказ 9823/55 Тираж 801

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 цом является середина второй плас-тинчатой пружины, а пружина с большей длиной образующей выполнена из материала с меньшим коэффициен, том термического расширения.

5. Элемент прибора по пп. 1 и 2, или 3, о т л и ч а ю ц и и с я тем, что в качестве второго вывод" ного конца использованы скрепленйые края пластинчатых .пружин, а пружина с меньшей длиной образую@ей выполиена из материала с меньшим коэффициентом термического расширения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Андреева Л.Е. Упругие элементы приборов, М., 1962.

2. Патент Великобритании

Ф 1;105.771, кл. G 1 L, опублик.

1968.

3. Патент Великобритании 1.323.827,кл.G 1 L,îïóáëèê.1973.