Устройство для измерения усилия натяжения упругих элементов

 

ОПИСАНИЕ

<»>972279

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 16.10.79 (21) 2829165/18-10 с присоединением заявки №вЂ” (51) М. К, G 01 1. 5/04 (53) УДК 531.781 (088.8) Опубликовано 07.1! 82. Бюллетень №41

Дата опубликования описания 17.11.82 по делам лзабретеннй и открытий

:1:", !

:: ., Ч(). 1м

В. Е. П опов .»

, ;;;четок,! :

Физико-технический институт низких температурАН Украинской ССР (72) Автор изобретения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УСИЛИЯ

НАТЯЖЕНИЯ УПРУГИХ ЭЛЕМЕНТОВ

Геаударстваллмй комитет (23) Приоритет—

Изобретение относится к силоизмерительной технике, в частности к устройствам для измерения силы натяжения упругих элементов и может найти применение при измерении статических усилий в устройствах, в которых упругие элементы применены для удержания частки или узлов конструкции, например в криостатах.

В настоящее время в технике космических исследований для охлаждения чувствительного элемента приемных устройств широко применяются сублимационные аккумуляторы холода (САХ) . Распространенной является конструкция САХ, в которой внутренняя емкость с хладоагентом подвешена в вакуумном пространстве герметичного корпуса на тонких прочных растяжках, обеспечивающих емкости одновременно как достаточно жесткое закрепление в корпусе, так и малый теплоприток от него. Для обеспечения должной прочности и жесткости крепления емкости растяжки натягивают до определенного усилия с помощью специальных натяжных узлов.

Известные устройства, в которых для контроля усилия натяжения растяжек САХ используется тензометрический динамометр, 2 представляющий собой включенный в силовую цепь между растяжкой и корпусом металлический элемент с наклеенным на него тензометрическим датчиком (1) .

Несмотря на преимущества тензометрического датчика силы, в частности минимальные размеры и масса, его применение осложняется рядом существенных трудностей.

Во-первых, сложным является процесс наклейки тензорезистора на металлический стержень, при котором нередко происходит поломка кристалла кремния или обрыв тонкого золотого или удлиняющего его медного проводника.

Во-вторых, сложен процесс градуиров-!

5 ки-растяжения узла натяжения на разрывной машине, и, в-третьих, высокая чувствительность таких датчиков к изменениям температуры.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для определения усилия натяжения преиму щественно в оттяжках мачт, содержащее нажимной механизм с опорными элементами и крутильный диаметр, установленные на раме. Нажимной механизм выполнен в ви972279 де винтовой пары, включающей грузовой винт с нажимным элементом, находящийся в резьбовом отверстии рамы. Нажимной и два опорных элемента выполнены в виде секторов, а грузовой винт связан с динамометром (2).

Дацное устройство позволяет определить величину усилия натяжения натя .,тоно угругого элемента путем установки устройства на доступный участок упругого элемента.

Недостаток этого устроиства заключается в невозможности установки его на упругий элемент, когда последний полностью скрыт, как, например, в САХ.

Цель изобретения — определение усилия натяжения упругих элементов в труднодоступных местах.

Указанная цель достигается тем, что устройство для измерения усилия натяжения упругих элементов, содержащее раму, установленную на узле натяжения, и силозадающий узел, связанный с динамометром, снабжено установленным на раме индикатором линейного перемещения узла натяжения, выполненного в виде стержня с гайкой, контактирующим со стержнем узла натяжения, причем динамометр связан со стержнем узла натя же н ия.

Кроме того, индикатор лицейного перемещения узла натяжения выполнен в виде закрепленной на стержне траверсы и контактирующей с ней индикаторной головки, закрепленной на раме.

На чертеже представлено устройство для определения величины усилия натяжения упругого элемента.

На корпусе 1 объекта САХ выполнен узел натяжения 2, предназначенный для натягивания упругой растяжки 3. Основными элементами узла натяжения являются стержень 4 и гайка 5. На узле натяжения 2 установлена рама 6 силового механизма 7, выполненного в виде винтовой пары. Силовой механизм 7 соединен с одним концом динамометра 8. Второй конец динамометра 8 соединен со стержнем 4 узла натяжения 2.

На стержне 4 закреплена траверса 9, а на раме 6 — индикаторная головка 10,которая установлена так, что ее чувствительный щуп упирается в траверсу 9. Индикаторная головка 10 и траверса 9 образуют индикатор линейного перемещения.

Начало движения (относительно корпуса) стержня 4 и связанной с ним траверсы 9 происходит в тот момент, когда внешняя сила силового механизма 7, вытягивающая стержень 4 с гайкой 5 из корпуса 1, становится больше внутренней силы натяжения в упругой растяжке 3, прижимающей гайку 5 к корпусу I. Пока внутренняя сила больше внешней, результирующая сила обеспечивает прижатие гайки 5 к корпусу 1 и неподвижное положение стержня 4, траверсы 9 и стрелки индикатора 10. Движение стержня 4 и стрелки индикатора 10

to

tS гю г5

55 начинается, когда резуль гирующая сила изменит направление на противоположное, а это происходит после перехода внешней силы через величину, равнук внутренней силе натяжения растяжки 3. Поэгому отсчет величины внешней силы на динамометре 8 тем точнее соответствует усилию натяжения упругой растяжки 3, чем раньше зафиксировано движение по индикатору !О. Точкк.ть измерения можно улучшить, если, произведя первый отсчет, плавно уменьшить усилие силового механизма и произвести отсчет усилия на динамометре 8 в момент остановки двиг; ншейся стрелки индикатора 10.

Определенн".я таким путем величина усилия натяжения является осевой, т.е. действующей на упругий элемент вдоль оси его симметрии. Однако нередко требуется определить отдельно силу, действующую непосредственно на единичную ветвь растяжки, представляющей собой обычно замкнутый контур в виде эллипса, ромба и т.n. B таком случае величину усилия действующего вдоль каждой из двух симметричных ветвей растяжки можно найти расчетом, исходя из измеренной силы F и известной геометрии подвески. Например, для растяжки из двух ветвей с углом раствора между ними усилие Т в одной ветви определяется по формуле

F т2 сов

Устройство, помимо обеспечения основного эффекта — определения усилия натяжения ранее натянутых растяжек, может быть использовано и несколько иначе, что значительно !îâышает его полезность.

Если устройство установить на узел натяжения 2 с ненатянутыми растяжками, то с его помощью легко осуществить натяжение до заданной величины. Для этого достаточно лишь довести усилие силового механизма 7 по динамометру 8 до требуемой величины, после чего довинтить гайку 5 до упора и убрать устройство. Довинченная до утюра в корпус 1 гайка 5 зафиксирует стержень 4 относительно корпуса 1 в положении. соответствующем требуемой деформации и, следовательно, требуемому усилию натяжения упругой растяжки. При необходимости можно использовать сразу несколько (по числу точек крепления емкости САХ) таких устройств для обеспечения одновременно как требуемого натяжения растяжек, так и центровки внутренней емкости САХ относительно корпуса, при этом в остальных устройствах динамометр может отсутствовать. Индикаторы перемещения при этой процедуре также не требуются.

Такое конструктивное выполнение устройства обеспечивает возможность измерения усилия натяжения упругих элементов, доступ к которым либо существенно затруднен, либо невозможен. При этом сам

972279

Формула изобретения

Составитель В. Курбатова

Техред И. Верес Корректор Г. Решетник

Тираж 887 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП «Патент>, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор Е. Кинив

Заказ 7669/29 стержень узла натяжения может контактировать не только с некоторым средним участком упругого элемента (как было описано выше) но и с концом упругого элемента, например с концом троса канатной дороги.

1. Устройство для измерения усилия натяжения упругих элементов, содержащее раму, установленную на узле натяжения, и силозадающий узел, связанный с динамометром, отличающееся тем, что, с целью определения усилия натяжения упругих элементов в труднодоступных местах, оно снабжено установленным на раме индикатором линейного перемещения узла натяжения, выполненного в виде стержня с гайкой, причем стержень узла натяжения связан с индикатором и с динамометром.

2. Устройство по п. I, отличающееся тем, что индикатор линейного перемещения узла натяжения выполнен в виде закрепленной на стержне траверсы и контактирующей с ней индикаторной головки, закрепленной на раме.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Приборы и техника эксперимента в криогенных системах. Киев, «Наукова думка», 1978, с. 140.

2. Авторское свидетельство СССР № 643762, кл. G 01 L 5/04, 1976 (прототип).