Устройство для измерения сил
ОП И.САНИЕ
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВМДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советсинх
Соцналнстнческнх
Республик
G 01 L 1/22
ГооудорстооииьЖ комитет (28) Приоритет во делам изооротеиий и открытий
Опубликовано 25.06.80. Бюллетень № 23 (53 у УДК 531.781 (088.8) Дата опубликования описания 25.06.80 (72) Авторы изобретения
Э. А. Дон и В. A. Комаров
Всесоюзный дважды ордена Трудового Красного Знамени теплотехнический научно-исследовательский институт им. Ф. Э. Дэержинского!
71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СИЛ
Изобретение относится к силоизмерительной технике и. может быть использовано для измерения усилий опорных подшипников паровых турбин.
Известно устройство для измерения опор5 ных нагрузок — преобразователь деформации от валопровода работающей турбины, состоящий из силоизмерительного элемента в виде ненагруженной катушки с тензометрами fl).
Недостатком этого устройства является изменение жесткостных характеристик опорных элементов, вызванное применением этого преобразователя деформации. Выход из строя измерительного элемента вследствие усталости либо лолзучести материала порождает расцентровку турбоаг регата.
Цель изобретения — повышение чувствительности устройства.
Для достижения этой цели силоизмерительный брус выполнен с двумя прорезями, образующими консольную балку, к свободному концу которой прикреплены соединенные с брусом своими концами тензорезисторы, измерительные базы которых равны ширине прорезей, причем у основания консольной балки выполнено отверстие, образующее с прорезями упругие шарниры.
Для упрощения конструкции устройства силоизмерительньш элемент может быть выполнен непосредственно в теле силопередающего элемента при помощи двух прорезей и выборки перпендикулярной оси бруса и образующей площадку нагружения снлоизмерительного элемента.
На фиг. 1 изображен упрутий элемент с тензорезисторами; на фиг. 2 — вид А на фиг. 1; на фиг. 3 — вариант упругого элемента, продольный разрез; на фиг. 4 — то же, вид сверху; на фиг. 5 — вид В на фиг, 4.
На силопередающем элементе 1 (фиг. 1) установлены преобразователи деформации— упругие силоизмерительные элементы 2, укрепленные в силопередающем элементе сваркой.
Элемент 2 с сечением двутавра имеет консольный брус 3, образованный поперечными прорезями 4 и 5 в стойке 6 двутавра и отверстием
7, причем, брус связан со стойкой упругими шарнирами 8 и 9. В верхней части двутавра
742729
3 предусмотрен выступ 10 шириной h„. На торцовой части бруса, на упругих подножках 11 наклеены тензометры 12.
В примере выполнения упрутого элемента заодно с силопередающим элементом (фиг, 3 — 5) брус образован двумя дополнительными вертикальными прорезями 13, в торцовой части силопередающего элемента (фиг. 5) — вертикальной выборкой 14 (фиг. 4) и поперечным сверлеиием 15 и 16 (фиг. 3), формирующими .также упругие шарниры 17 и 18, аналогичные шарнирам элемента на фиг.1, Выступ 19 (аналогичный выступу на фиг.1) образован обнизкой 20 и выборкой 14. Выступы образуют площадки нагружения элемента. Сверление служит для регулировки жесткости шарнира.
Множитель 2 учитывает работу одного из датчиков на растяжение, а второго — на сжатие при полумостовой схеме их коммутации.
Жесткость упругих шарниров выбирается пренебрежимо малой по сравнению с жесткостью бруса. Для получения интегральной характеристики нагруженности силопередающего элемента
1 все тензорезисторы могут быть соединены в цепь.
Предлагаемое устройство позволяет при указанных (фиг. 1 — 5) размерах получить коэффициент усиления: k = 200 — 300.
Формула изобретения
Принцип работы устройства следующий, Усилия, передаваемые через силопередающий элемент 1, заставляют деформироваться элементы 2 на величину
Р
Е
Ек к где Е относительная деформация силопередающего элемента; сила, приходящаяся на один силоперецающий элемент; модуль силопередающего элемента; рабочая площадь силопередающего . элемента. рк
Е
Конструкция силоизмерительного элемента . позволяет увеличить деформацию базы тензометра согласно соотношению:
"1ьз где hq — высота силопередающего элемента;
hq — ширина прорези;
Ьз — расстояние от конца консоли до шарнира;
h< — расстояние между шарнирами.
1, Устройство для измерения сил, содержащее силопередающий и„выполненный в виде консольно закрепленного бруса, силоизмерительный элемент, и тензометрические преобразователи деформаций, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения чувствительности, силоизмерительный брус выполнен с двумя прорезями, образующими консольную балку, к свободному концу которой прикреплены соединенные с брусом своими концами тензорезисторы, измерительные базы которых равны ширине прорезей, причем у основания консольной балки выполнено отверстие, образующее с прорезями -упругие шарниры.
2. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что силоизмерительный элемент выполнен в теле силопередающего элемента при помощи двух прорезей и выборки перпен35 дикулярной оси бруса и образующей площадку нагружения силоизмерительного элемента.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Исследование опорных реакций и рас40 центровок валопровода во время работы туубоагрегата К-300-240. -Отчет ХТГЗ М Л-3578, 1975 (прототип).
742729
Фиг
Составитель Н. Вовчук
Редактор В. Зарванская Техред Н.Бабурка
Корректор М. Пожо
Заказ 3603/10 Тираж 1019
ПНИИПИ .Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Подписное
Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4
