Тензодинамометр продольной силы

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социапистич еских

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 241080 (21) 2997179/18-10 (51) М. Кп.З с присоединением заявки Мо

G С1 Ь 1/04

6 01 М 9/00

Государственный комитет

СССР по делам изобретеиий и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 150 82 Бюллетень М 22

Дата опубликования описания 15.06.82 (53)УДК 5З1.781.

681.26 (088.8). (72) Авторы изобретения

Т.Н.Домбровская и В.И.Лагутин (71) Заявитель (54) ТЕНЭОДИНАМОМЕТР ПРОДОЛЬНОЙ СИЛЫ

Изобретение относится к силоизме= рительной технике, в частности к устройствам, основанным на измерении упругой деформации элементов конструкции

Известны использующиеся в экспериментальной аэродинамике тензометрические динамометры, содержащие корпусные элементы, соединенные поперечными по отношению к линии действия измеряемой силы силовыми пластинами, а также размещенными внутри корпусных элементов измерительными элементами, выполненными в виде соединенных с корпусными элементами прямоугольных рамок с тензорезистивными преобразователями (1).-.

Существенным недостатком таких тензодинамометров, выполненных из одного góñêà металла, является низ кая технологичность изготовления, требующая применения большого объема координатно-расточных и электроэро-. зионных работ.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является тензодинамометр, содержащий корпусные клинообразные элементы, соединенные электронно-лучевой сваркой с продольными жесткими балками боковых элементов, связанными между собой поперечными силовыми пластинами, а также поперечными консоль5 н и несущ и тензопреобразоват и пластинами, выполненными на одной из балок каждого бокового элемента, взаимодействующими с упорами, размещенными на противоположных балках (2) °

Однако в .этом тенэодинамометре: консольное расположение измерительных пластин не обеспечивает симметричности упругой системы, что приводит к повышению влияния неизмеряе15 мых компонентов нагрузки на резуль" таты измерений продольной силы. Внутреннее расположение измерительной пластины в боковом элементе не позволяет испольэовать современную технологию создания микросхем тензорезистивных преобразователей на поверхности этой пластины, что также является препятствием повышению метрологических характеристик тензодина25 мометра. кроме того, различная толщина сварного шва вдоль балок боковых элементов также приводит к не-. симметрии упругой системы динамометра и снижению его метрологических

30 свойств.

935719

Формула изобретения

Целью изобретения является улучшение метрологических характеристик и упрощение изготовления тензодинамометра.

Указанная цель достигается тем, .что часть каждого бокового элемента, 5 размещенная между поперечными силовыми пластинами, выполнена в виде прямоугольного блока с расположенными по его краям на противоположных продольиых балках консольными плас-.(0 тинами, причем тензопреобразователи выполнены на внешних плоскостях консольных пластин; а их внутренние плоскости связаны упругими шарнирами с упорами, расположенными на .15 противоположных продольных балках, при этом продольные балки боковых элементов и корпусные элементы выполнены с продольными пазами, образующими полости под местом их соединения.

На фиг. 1 схематически представ-лен предлагаемый тензодинамометр, общий вид; на фиг. 2 — сечение A-A на фиг. 1, 25

Тензодинамометр выполнен в виде двух корпусных элементов 1, соединенных между собой боковыми элементами 2. Каждый боковой элемент составлен из трех блоков: двух крайних блоков 3 и среднего блока 4, соеди30 нение продольных (по отношению к . измеряемой силе F) жестких балок 5 блоков 3 и 4 с корпусными элемента ми 1 осуществляется четырьмя продольными сварными швами Ь. Продоль- 35 ные балки каждого крайнего блока связаны между собой силовыми поперечными (по отношению к направлению измеряемой силы F) пластинами 7.

Средний блок 4 выполнен прямо- 40 угольным в плане, а его продольные балки соединены размещенными по краям блока на,противоположных балках 5 консольными пластинами 8, на которых расположены тензорезистивные преоб- 45 разователи 9, также ориентированными поперек измеряемой силы Р, взаимодействующими с ответными упорами 10 на продольных балках.

Корпусные элементы 1 и продольные балки боковых элементов 2 выполнены с пазами, образующими полости 11 под сварными швами б.

Под воздействием измеряемой продольной силы F происходит плоскопараллельное взаимное смещение корпусных элементов 1. Нагрузка с одного на другой корпусной элемент передается через сварные швы б, жесткие

60 продольные балки 5 боковых элементов 2, поперечные силовые пластины 7 боковых элементов 2, поперечные консольные измерительные пластины 8 и упоры 10. При этом происходит изгиб поперечных силовых пластин 7 и кон- 6

65 сольных измерительных пластин 8, величина которого пропорциональна силе F. Теизопреобразователи 9, соединенные в мостовую или полумостовую схему, размещенные на консольных1 пластинах 8, реагируют на этот изгиб изменением сопротивления и соответствующим изменением выходного напряжения в измерительной диагонали моста (или полумоста), которое регистрируется прибором.

Разнесенные от продольной оси силовые и измерительные поперечные пластины обеспечивают значительную жесткость динамометра к воздействию неизмеряемых нагрузок (моменту вокруг продольной оси, боковым силе и моменту). Клинообразная форма корпусных элементов 1 и широкое разнесение силовых поперечных пластин 7 способствуют повышенной жесткости динамометра и воздействию неизмеряемой вертикальной силы и момента от этой силы. Пониженному влиянию этих же факторов способствует разнесение от середины динамометра консольных измерительных пластин 8 и прямоугольная форма среднего блока 4 бокового элемента 2. При этом более симметричная упругая система динамометра обладает меньшей чувствительностью к неиэмеряемым нагрузкам.

Фактором, способствующим повышению симметричности упругой системы динамометра, является ограничение толщины сварного шва б путем организации продольных полостей под местами соединения корпусных и боковых элементов ° При этом сварка электронныч лучом дает швы одинаковой толщины, т.е. места соединения обладают одинаковой жесткостью.

Внешнее расположение измерительных консольных пластин на среднем блоке бокового элемента позволяет формировать тензопреобразователи (мостовые или полумостовые схемы,основные или резервные измерительные цепи, из металла или полупроводникового материала) с использованием современной фототехнологии.

Благодаря возможности использования фототехнологии повышается точность размещения тензопреобразователей, снижается чувствительность к неизмеряемым нагрузкам и уменьшается трудоемкость изготовления изме-. рительных схем и тензодинамометра в целом.

Изобретение обеспечивает 2-3-кратное снижение чувствительности тензодинамометра к неизмеряемкч компонентам нагрузки.

Тензодинамометр продольной силы, содержащий корпусные клинообразные

935719

Составитель В.Курбатова

Редактор С.Тимохина Техред И. Гайду Корректор Н.Стец, Заказ 4194/40 Тираж 887 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент -, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 элементы, соединенные с продольными жесткими балками боковых элементов, связанными между собой поперечными силовыми пластинами, а также попе- речными консольными несущими тенэопреобраэователи пластинами, взаимо- 5 действукщими с упорами, размещенными на противоположных .балках, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью улучшения метрологических характеристик эа счет исключения влияния 10 неизмеряемых нагрузок, часть каждого бокового элемента, размещенная меж- . ду поперечными силовыми пластинами,выполнена в виде прямоугольного блока с расположенными по его краям на противоположных продольных балках консольНыми пластинами, причем тен зопреобразователи выполнены на внешних плос- i костях консольных пластин, а их внутренние плоскости связаны упругими шарнирами с упорами, расположенныки на противоположных продольных балках, при этом продольные балки боковых элементов и корпусные элементы выполнены с продольными пазами, образующими полости под местом их соединения.

Источники информации, принятые во внимание при. экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 568854, кл. G Ol Ь 1/04, 1976.

2. Evaid В. Jhe Development of

Electron Beam Welded One piece strain Jape Balonces.journal Airozafti

1979, v. 16, И 5 (прототип) °