Устройство для измерения силы

 

Союз Советскик

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<н970144 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 130481 (21) 3274434/18-10 (Щ М. Кл. с присоединением заявки ¹

G L 1/02

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 3010$2, Бюллетень № 40

Дата опубликования описания 3 01 0$ 2 (33) УДК 531 781 (088.8) (72) Авторы изобретения

A ° Â. Румянцев и Н.С. Чаленко (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СИЛЫ .

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения точных значений .силы.

Известно устройство, предназначенное для измерения силы свыше 1 мН, состоящее иэ корпуса и поршня, соединенных эластичной мембраной, при этом под поршнем расположена камера контролируемого давления, соединенная с грузопоршневьак манометром fl).

Однако из-эа упругих свойств эластичной мембраны часть измеряемого усилия затрачивается на деформацию мембраны, на трение между мембраной, корпусом и поршнем. Потеря точности измерения в известном устройстве значительно увеличивается с увеличением измеряемой силы.

Наиболее близкое к предлагаемому по технической сущности устройство для измерения силы состоит из станины с опорной поверхностью, на которой расположено несколько образцовых динамометров так, что их оси проходят через вершины правильного многоугольника и перпендикулярны опорной поверхности станины. Под каждым образцовьм дннамометром имеет, ся набор прокладок, выравнивающих их высоту относительно опорной поверхности станины. На образцовых динамометрах расположена промежуточная плита с опорой силовая ось которой перпендикулярна промежуточной плите и проходит через центр правильного многоугольника. Приклады» ваемую к опоре силу измеряют путем т(1 суммирования показаний образцовых динамометров (2).

Недостатком этого устройства является низкая точность измеренйя, обусловленная тем, что каждый образцовый динамоМетр имеет различную жесткость и при приложении равных сил деформируется на различную величину, что ведет к возникновению на образцовых динамометрах изгибающих моментов, вносящих погреш- ность в показания каждого иэ них. С увеличением измеряемого .усилия эти погрешности резко возрастают.

Цель изобретения — повышение точности измерения.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения силы содержащее станину с опорной поверхностью, несколько параллельно установленных образцовых динамометров, оси которых проходят через вер970144 шины правильного многоугольника и перпендикулярны опорной поверхности станины, силопередающую плиту, параллельную опорной поверхности станины, с опорой, силовая ось которой проходит через центр правильного многоугольника, введены силовые поршни, камера, заполненная рабочей ,жидкостью, гидроцилиндры, выполненные в опорной поверхности станины и сообщенные с этой камерой, дополнительные цилиндры с поршнями,размещенные э верхней части силовых поршней соосно с ними, и регуляторы давления, с которыми сообщены полости под дополнительными поршнями, причем образцовые динамометры установлены на силовых поршнях равного диаметра соосно с ними.

На чертеже представлено устройство для измерения силы.

Устройство содержит станину 1 с опорной поверхностью 2, несколько параллельно установленных образцовых динамометров 3, оси которых проходят через вершины правильного многоугольника на опорной поверхности 2 и перпендикулярны последней, промежуточную плиту 4, установленную на образцовых динамометрах 3 и параллельную опорной поверхности 2. На промежуточной плите 4 установлена опора 5 для приложения измеряемой силы, силовая ось которой проходит через центр многоугольника.

Ках.дый образцовый динамометр 3 установлен на одном силовом поршне

6. Диаметры силовых поршней 6 равны, а оси совпадают с осями образцовых динамометров 3. Силовые поршни 6 расположены в сообщающихся гидроцилиндрах 7 равного диаметра, выполненных в опорной поверхности 2. В зазорах между силовыми поршнями б и гидроцилиндрами 7 расположены уплотнения 8. При больших силах, и соответственно, больших давлениях вместо уплотнений 8 можно испольэовать эластичные мембраны. Объем гидроцилиндров 7 под силовыми поршнями 6 заполнен рабочей жидкостью

9 в таком количестве, что, верхние установочные поверхности 10 силовых поршней 6 выступают над опорной поверхностью 2 станины 1 на величину большую, чем величина максимальной деформации любого из образцовых динамометров 3.

В верхней части каждого силового поршня 6 соосно с ним размещено по дополнительному цилиндру 11 и дополнительному поршню 12, в зазорах между которыми находятся уплотнения

13, аналогичные уплотнениям 8 силового поршня б. Полости дополнительных цилиндров 11 под дополнительными поршнями 12 при помощи дуального задатчика давления под различным давлением подают рабочую среду, 3а счет подачи давления в дополнительные цилиндры 11 на силовые поршни б начинает действовать сила, направленная в сторону, противоположную направлению действия сил сопротивления. Регулируя индивидуальное давление рабочей среды в каждом дополнительном цилиндре

11, добиваются равенства показаний образцовых динамометров 3. Сумма показаний образцовых динамометров 3

55 даст значение измеряемой силы.

Изобретение позволяет повысить точность измерения силы в 1,5-2 раза.

Формула изобретения

Устройство для измерения силы, содержащее станину с опорной по65 трубопровода 14 соединены с индиви дуальныни регулируемыми задатчиками давления, в которых давление может задаваться при помощи жидкой или газообразной рабочей среды. Трубопровод 14 может быть подсоединен или к нижней поверхности 15 каждого силового поршня б, проходя при этом через рабочую жидкость 9, или к боковым поверхностям силовых поршней

10 6, проходя при этом в специально выполненных полостях станины 1. На нижней поверхности каждого дополнительного поршня 12 и основании дополнительного цилиндра 11 могут

15 быть выполнены буртики 16 и 17 соответственно, создающие первоначальный объем для рабочей среды.

Устройство работает следующим об. разом.

Промежуточную плиту 4 перемещают в горизонтальной плоскости и устанавливают так, чтобы точка приложения силы к опоре 5 расположилась над центром правильного многоугольника, в вершинах которого установлены образцовые динамометры 3. Прикладываемая измеряемая сила через промежу. точную плиту 4 распределяется по образцовым динамометрам 3, передается силоэьм поршням 6 и при помощи их создает равное давление рабочей жидкости 9 в гидроцилиндрах 7. Вследствие различной деформации образцовых динамометров 3 установочные поверхности 10 силовых поршней 6 распола35 гаются на различной высоте от опорной поверхности 2. Из-за различной силы сопротивления, оказываемой на силовые поршни б со стороны деформируемых уплотнений 8 силовых поршней

4р б, показания образцовых динамометров .3 будут различные.

По трубопроводу 14 в каждый дополнительный цилиндр 11 от индиви9701 44

8

19

g z P ЦЦти д рНИ

Ссставитель В. Курбатова

Редактор A. Orap Техред A.À÷ Корректор О. Билак

Заказ 8374/49 Тираж 887 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 верхностью, несколько параллельно установленных образцовых динамометров, оси которых проходят через вершины правильного многоугольника и перпендикулярны опорной поверхности станины, силопередающую плиту, па,раллельную опорной поверхности станины, с опорой, силовая ось которой проходит через центр правильного многоугольника, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены силовые поршни, камера, заполненная рабочей жидкостью, гидроцилиндры, выполненные в опорной поверхности станины и сообщенные с этой камерой, дополнительные цилиндры с поршнями, размещенные в верхней части силовых поршней соосно с ними, и регуляторы давления, с которыми сообщены полости под дополнительными поршнями, причем образцовые динамометры установлены на силовых поршнях равного диаметра соосно с ними.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 579546, кл. G 01 Ь 1/02, 1977.

2. Измерительная техника, 1980, Р 4, с. 26-29 (прототип).