Устройство для измерения силы и моментов, приложенных к испытуемому образцу

союз советснихса 1 иАлистичеснихРЕСПУБЛИК 68977 А 1 4 6011 122 516 3Й3 ОМИТЕТ СССРЕНИЙ И ОТНРЫТ ОСУДАРСТВЕННЫ ДЕЛАМ ИЗОБРЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ АВТОРСКОМУ С 8 ИДЕТЕЛЬСТВУ ВидА Риг, 2(7) Институт проблем прочности АН УССР (72) В. П, Кращенко, Ю. П. Ластовец и Н. П. Рудницкий(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СИЛЫ И МОМЕНТОВ, ПРИЛОЖЕННЫХ К ИСПЫТУЕМОМУ ОБРАЗЦУ(57) Изобретение может быть использовано в испытательных установках, предназначенных для исследования механических свойств материалов в условиях нагрева или охлаждения. Цель изобретения - уменьшение температурной погрешности. В общей полости силопередаюц(его элемента и захвата установлен стержень 8 крестообразного сечения, делящий ее на каналы 9 - -12 для циркуляции хладагента, подвод и отвод которого осуществляется через отверстия 17 - 20 в опорном элементе 1, При действии на образец измеряемой силы деформируются упругие элементы 3 с тензорезисторами 16 и 15, сигналы которых, пропорциональные величине прикладываемой нагрузки, регистрируются, например, цифровыми вольтметрами. Благодаря встречному движению потоков хладагента через полости 4 упругих элементов 3 компенсируются встречно действующие результирующие силы, вызванные разностью давлений. 4 ил.1268977 О 15 20 25 30 Формула изобретения 40 45 50 55 Изобретение относится к приборостроению, в частности к устройствам для измерения силы и моментов с помощью тензорезисторных датчиков, и может быть ис. пользовано в испытательных установках, предназначенных для исследования механических свойств материалов в условиях нагрева или охлаждения.Целью изобретения является умеиыпение температурной погрешности,На фиг. изображено предложенное устройство, разрез; на фиг.2 -- вид А на фиг.; иа фиг.3 -- разрез ББ на фиг.2; иа фиг 4 -- разрез В - В на фиг.1.Устройство содержит опорный 1 и силоиерелающий 2 элементы и преобразователь силы, выполненный в виде цетырех упругих элмипгов 3 с внутренними полостями 4. В общую полость 5 силоиередаюгцего элемента 2 и жестко связанного с ним захвата 6 для крепления образца 7 установлен стержень 8 крестообразного сечения с лысками, которые вместе с внутренней полостью силоиередаюгцего элемента 2 и захвата 6 образуют каналы 92 для циркуляции хлалагента (теплоносителя). Для герметизации устройства служат резиновые прокладки 13 и4. На упругих элементах 3 прикреплены теизорезисторы 5, предназначенные для измерения осевых сил, и тензорезисторы 16 - для измерения моментов, каждые из которых включены в раздельные измерительные мостовые схемы (не показаны). Опорный элемент 1 имеет отверстия 17, 18 и 19, 20, соответственно, для подвода и отвода хладагеита. Отверстия 21 предназначены для крепления устройства на корпусе 22 испытательной установки (не показана). Устройство работает следующим образом.Измеряемая сила, действуюгцая на образец 7, закрепленный в захвате 6, прикладывается через силоиерелающий элемент 2 к упругим элементам 3, в результате чего последние леформируются вместе с закрепленными на них тензорезисторами. В зависимости от действия осевой силы или момента силы деформируются и соответствующие тензорезисторы 15 или 16. При этом на выходах измерительных мостовых схем появляются сигналы, пропорциональные соответствующим величинам прикладываемых нагрузок, которые затем усиливаются тензометрическим усилителем и регистрируются с помощью, например. цифровых вольтметров (не показаны). По показаниям регистрирующих приборов, используя градуировочные зависимости, определяются истинные значения действующих усилий.Охлаждение всего устройства при измерении силы в области высоких температур осу 1 цествляется путем циркуляции хлад- агента (например, воды под давлением 1,5 кгсм) по его каналам (4,9 - 12, 17 - 20), который соответственно подводится и отводится через отверстия 17 и 18 воспринимающего элемента 1 и внутренние полости 4 двух противоположно расположенных упру. гих элементов 3 во внутреннюю полость 5 силопередающего элемента 2. При помощи стержня 8 крестообразного сечения хлад- агент разделяется на лва независимых потока, проходящих ио каналам 9 и 10 к торцу распределителя, где они через выполненные на стержне 8 лыски изменяют свое направление и через каналы 11 и 12 и внутренние полости 4 попадают к отверстиям 19 и 20, предназначенным для отвода хлад- агента.Благодаря встречному направлению потоков хладагента через полости 4 упругих элементов 3, а следовательно, и встречному действию результирующих сил, вызванных разностью давлений, последние компенсируются и не влияют на точность измерений силы и моментов.При этом эффективно охлаждаются все элементы устройства.Преимуществом изобретения является высокая точность измерения усилий при большом градиенте температур благодаря применению охл ажлаем ого силоиередающего элемента и устранению влияния давления хладагента на измерительный элемент. Конструкция устройства предполагает его изготовление из цельной заготовки, что в свою оцередь позволяет повысить жесткость системы, а также уменьшить гистерезис при измерении циклических нагрузок. Наличие охлаждаемого передающего: лемента позволяет испол ьзовать устройство в широком диапазоне температур при испытаниях материалов на растяжение. Устройство лля измерения силы и моментов, приложенных к испытуемому образцу в среде с градиентом температур, содержащее соосно расположенные опорный и силопередающий элементь 1, жестко связанные с преобразователем силы, выполненным в виде размещенных крестообразно в плоскости, перпендикулярной линии действия измеряемой силы, балочных упругих элементов с тензорезисторами, и захват для крепления испытуемого образца, жестко соединенный с силопередающим элементом, отличающееся тем, что, с целью уменьшения температурной погрешности, в захвате и силопередающем элементе выполнены сообщающиеся соосные полости, оси которых совпадают с линией действия измеряемой силы, в полостях размегцен стержень крестообразного сечения, в балочных упругих элементах выполнены каналы для хладагента, соединенные с каналами, образованными стенками полостей силопередающего элемента и захвата с ребрами стержня, а опорный элемент снабжен двумя парами диаметрально1268977 противоположных отверстий для хладагента, соединенных с каналами балочных упругих элементов, причем оси этих отверстий сов 1 б 2 Риг Л оставитель В. Голзиковский Техред И. Верес Ко Тираж 778 По рственного комитета СС зобретений и открытий - 35, Раушская наб.,г Ужгород ул Про Самборская Редактор В. ДанкоЗаказ 6025/43/5 113035, Милиал ППП ктная, 4 Ю Госудаелам исква, ЖПатент надают с осями каналов и лежат в плоскости, перпендикулярной линии действия измеряемой силы.