Силоизмерительное устройство

 

О П И С А Н И Е ()979898

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советсиик

Соцнапистичесинк

Рвспубпми

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6 I ) Дополнительное к а ат. с вид-ву (22) Заявлено 30.01 ° 78 (21) 2577733/18-10 (51)М. Кл. с присоединением заявки М (23) Приоритет

G 0I L l/00

3Ьеударстеапай комитет

СССР ао делам нзобретеннй н отерытнЯ

Опубликовано 07.12.82. Бюллетень Ич 45 (Д) @gal 531 781 (088,8) Дата опубликования описания 07 . 12,82

В. Я. Яновский, M. ф. Беляев и В. М. КарпоЬ - " "-. .-;:Д -.: ., t -.. >

1

-- - - --:.,д 1..-:

@- --..-, Научно-исследовательский и конструкторский KIST 4

Р испытательных машин, приборов и средств измерения мас1: (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СИЛОИЗИЕРИТЕПЬНОЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к силоизмерительной технике и может быть использовано для статической аттестации бол ьше rpy зных и спыт ател ьных машин, работающих на сжатие, прессов и рабочих динамометров.

Известны образцовые динамометры сжатия, содержащие упругий элемент и отсчетное устройство (1 ).

Недостатком этих динамометров яв о ляется ограниченный верхний предел нагрузок.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является силоизмерительное устройство, содержащее нагрузочную плиту, механически связанную через узлы передачи нагрузки с группой симметрично установленных на основании преобразователей силы с силоприемными головками(2 0

Известное устройство позволяет создать большие нагрузки, но не обес- ° печивает получение требуемой точности из-за влияния на преобраэова2 тели силы неучитываемых боковых наг руэок.

Целью изобретения является повышение точности измерений.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве преобразователи силы установлены на основании на подставках с окнами, а узлы передачи нагрузки выполнены в виде прямоугольных рамок, верхние поперечины которых связаны с силоприемными головками преобразователей силы, а нижние поперечины рамок расположены под преобразователями силы в окнах подставок и кинематически связаны через контактные опоры с нагрузочной плитой, выполненной в виде центральной площадки с тремя консолями, расположенными через 120О по ее внешней поверхности.

Кинематическая связь нижних поперечин прямоугольных рамок с консолями нагрузочной плиты осуществлена через установленные между ними тра9898 б

1!

3 97 версы с тремя опорными участками в середине .и по концам траверс.

При этом опорные участки, расположенные по концам траверсы, связаны с консолями нагрузочной плиты, а опорные участки, расположенные в середине траверс, связаны с нижними поперечинами прямоугольных рамок.

Опорные участки, расположенныв в середине траверс, связаны с консолями нагрузочной плиты, а опорные . участки, расположенные по концам траверс,-.с нижними поперечинами пря ! моугольных рамок двух рядом расположенных преобразователей силы, при этом общее количество преобразователей силы в группе равно шести.

На фиг. 1 изображена общая схема силои зиери тел ьного устройст ва; на фиг. 2 -4 - конкретные варианты исполнения силоиэмерительного устройства., отличающиеся друг от друга конструкциями кинематических связей нижних поперечин нагрузочных рамок с консолями нагрузочной плиты; на фиг. 5-7-. конструкции контактных элементов.

Силоизмерительные устройства (фиг. 1-4) состоят из группы преобразователей 1 силы с силоприемными головками 2, нагруэочной плиты 3 с консолями 4, расположенными через 120© по ее внешней части узлов передачи нагрузки в виде поямоугольных рамок 5 с верхними поперечинами 6 и нижними поперечинами

7, траверс 8, подставок 9, контактных элементов - шаров 10 и роликов

11 и 12.

Преобра зова тели 1 силы (фи г . 1 ) расположены симметрично по окружности на плите испытательной машины (не показана) и соединены с отсчетными приборами 13, Прямоугольные рамки 5 охватывают каждый преобразователь 1 силы таким образом, что верхние поперечины 6 контактируют. с силоприемными головками 2, а нижние поперечины.7 проходят под основаниями преобразователей 1 силы, установленных на имеющих окна подставках 9.

Нижние поперечины 7 кинематически связаны с консолями 4 нагруэочной плиты.

Контакт верхних поперечин 6 с силоприемными головками 2 (фиг.5) осуществлен через шары 10, располо25

3S

SO

S5 женные в сферических лунках 14 на верхних поперечинах 6 и в сферичес» ких лунках 15 силоприемных головок 2 ° Радиусы этих лунок в 1-1,2 раза больше радиусов шаров 10.

Кинематическая связь нижних поперечин 7 с консолями 4 (фиг. 2 и

6) осуществлена непосредственно через ролики 11 бочкообразной формы, которые расположены между ними в канавках 16 и 17. Профиль канавок . показан на фиr, 6, их радиусы в 1,11,5 больше радиуса роликов.

Во втором варианте конструкции (фиг. 3) кинематическая связь нижних поперечин 7 прямоугольных рамок

5 с консолями 4 осуществлена через

1траверсы 8, на каждой из которых имеются по три опорных участка в

1виде канавок, две и з которых (18) расположены по концам,а одна (19)по середине траверсы 8. Траверсы контактируют с нижними поперечинами.7 через цилиндрические ролики 12 (фиг . 7),расположенные в канав ках 19 траверс 8 и в канавках 21 на нижних поперечинах 7. Траверсы 8 также контактируют с консолями 4 через ролики 12, расположенные в канавках 18 по концам траверс 8 и в канавках 20 на консольных опорах 4.

В третьем варианте конструкции (фиг. 4) траверсы 8 контактируют с нижними поперечинами 7 через ролики 12, расположенные s канавках

18 по концам траверс 8 и в канавках 2 1 на нижних поперечинах 7 прямоугольных рамок 5 двух рядом расположенных преобразователей 1 силы.

В этом случае контакт траверс 8 с консолями 4 осуществляется через ролики 12, расположенные в канавках 19 траверс и канавках 20 на консольных опорах 4, Во всех вариантах конструкций вместо роликовых опор могут также использоваться шарнирные пары 22 типа призма-подушка (фиг. 1), Оилоизмерительное устройство работает следующим образом.

Активная или реактивная сила P (фиг. 1) прикладывается к центру нагрузочной плиты 3. При этом она равномерно распределяется через три консоли 4 и кинематически связанные с ними прямоугольные рамки 5 между преобразователями 1 силы. Неравномерность распределения нагрузок

5 97989 между преобразователями не должна превышать 10 . Это условие обеспечивается изменением точки приложения .равнодействующей измеряемой нагрузки. 5

Повышение точности измерения за счет исключения воздействия на силоприемные головки 2 боковых усилий достигается следующим образом.

При работе силозадающих устано- 1ф вок их неподвижная часть перемещается поступательно и создает полезное усилие. При этом возникают боковые смещения и некоторый поворот подвижной части, ограниченные нап- 15 равляющими установки.

Если объект (в.,данном случае пре- . образователь силы) имеет высокую жесткость на кручение и сдвиг, т;е . ! его деформация в этих направлениях 2ð при смещении подвижной части установки не превышает зазоров в направляющих, то вся боковая нагрузка и

1момент, прежде чем они будут восприняты направляющими, передадутся 25 объекту.

Предлагаемое силоизмерительное устройство имеет три степени свободы в плоскости перпендикулярной направлению вектора основной нагрузки: 5в перемещение по двум осям в плоскости и вращение относительно вектора нагрузки. В результате этого боковые усилия и вращающий момент практически не создадут дополнительных неизмеряемых нагрузок на преобразователи силы данного устройства, а целиком воспринимаются направляющими силозадающей установки, Таким образом, на преобразователи силы неизмеряемые компоненты нагрузки не оказывают действия и точность измерения поэтому возрастает.

Применение силоизмерительного устройства позволяет обеспечить аттестацию испытательных машин, прессов и динамометров на большие предельные нагрузки групповым методом с требуемой точностью : 0,13 при использовании преобразователей 1 силы разряда и О,Я с преобразователями Ш разряда. Применение группы преобразователей, нагружаемых через жесткую нагрузочную плиту, не ,5S обеспечивает такой точности умножения нагрузки, в результате чего стандарт на образцовые переносные динамометры (ГОСТ 9500-75) для приборов, 8 4 на нагрузки свыше 200 тс остается по существу лишенным метрологического обеспечения °

Кроме того, изобретение позволяет отказаться от создания образцовых и эталонных средств на нагрузки, превышающие разумные пределы.

Формула изобретения

1, Силоизмерительное устройство, содержащее нагрузочную плиту, меха нически связанную через узлы передачи нагрузки с группой симметрично установленных на основании преобразователей силы с силоприемными головками, о т л и ч а. ю щ е е с я тем, что; с целью повышения точности,.в нем преобразователи силы установлены на основании .на подставках с окнами, а узлы передачи нагрузки выполнены в виде прямоугольных рамок, верхние поперечины которых связаны с силоприемными головками пре". образователей силы, а нижние поперечины рамок расположены под преобразователями силы в окнах подставок и кинематически связаны через контактные опоры с нагрузочной

1плитой, выполненной s виде центральной площадки .с тремя консолями, распо. ложенными через 120О по ее внешней поверхности, 2. Устройство по п. 1, о т л .и ч а ю щ е е с я тем, чтр кинематическая связь нижних поперечин прямоугольных рамок с консолями нагрузочной плиты осуществлена через установленные между ними траверсы с тремя опорными участками в середине и по концам траверс.

3. Устройство по пп. 1 и 2, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что опорные участки, расположенные по концам траверс, связаны с консолями нагрузоч" ной плиты, а опорные участки, расположенные в середине траверс, связаны с нижними поперечинами прямоугольных рамок.

4. Устройство по пп, 1. и 2, о хл и ч а ю щ е е с я тем, что опорные участки, расположенные в середине .траверс, связаны с консолями- нагрузочной плиты, а опорные участки, расположенные по концам траверс,- с нижними поперечинами прямоугольных рамок двух рядом расположенных пре

979898 образователей силы, при этом количе ство преобразователей силы в группе равно шести, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

l, Авдеев Б, А. Техника определа, я механических свойств металлов.

И,, Иашгиз, 1952, с, 148, фиг. 99.

2. Морозов Ю. Н. Испытательнвя

5 техника в строительстве. И., Стройиздат, 1964, с. 138-141 (прототип).

Ф 979898

ФЬЮ. l фри, 7

Составитель В. Герасимова

Техред С.Мигунова Корректор М. Шароши

Редактор В.; Иванова

Филиал ППП "Патент", г. ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 9345/29 Тираж 887 Подпи с ное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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