Устройство для измерения осевых усилий взаимодействующих элементов

О П И С Д Н И Е, ) 542922ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(22) 3 51) М. Кл. 1) 164115 влено 22,03.71 цсоедцценцсм явки е 1641152/28 Государственный комитет Совета Министров СССР) УДК 531,781 ликовано 15.01.77,лле бретений ий делам изо и открыцсацця 15.02.7 публикования ат 72) Авторы изобретенг вцев и Е, А, Князев. В, Абашкин, И 1) Заявитель орденский Всесоюзныи аучно-исследовате4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВЗАИМОДЕЙСТВУЮЩИХ Э ОСЕВЪХ УСИЛИЙМЕНТОВ 2 ет ее надежцост повысить достов аре вза рц по рая Изобретение относится к области измерения осевых усилий взаимодействующих элементов, преимущественно колеса с рельсом.Известны устройства для измерения осевых усилий колеса с рельсом, В этих устройствах на диске колеса или его гребне с равномерным шагом крепятся тецзометрцческие датчики, которые при включении в измерительную схему дают возмокность регистрировать деформации, вызванные осевыми силами, возцикающими между колесом и рельсом в процессе их качения.Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является устройство для измерения осевых усилий, действующих на подшипник качения, содержащее поворотный элемент, выполненный в виде модели кольцеобразной формы, и чувствительный элемент, образованный в теле кольца выполнением конической расточкц, на который размещены тензометрические датчики.Основным недостатком указанного устройства является зависимость масштаба преобразования боковой силы в полезный сигнал от места ее приложения, Это условие значительно уменьшает точность измерения силы, т. е. достоверность показаний, т. к, место приложения силы в промежутках между датчиками не известно. Увеличение же числа применяемых тензодатчиков усложняет схему измеТрудового Красного Знаменинститут железнодорожного транспорта ренпя, умецьша ь, яет тем самым ср азаний.Целью изобретения является повышение достоверности измерения усилий в пимодействующцх элементов.Для этого в предлагаемом устройстве в теле модели со стороны торцовой поверхности, противоположной месту приложения измеряемого усилия, выполнена кольцеобразная канавка, а устройство снабжено мембраной, образующей с указанной канавкой камеру, которая заполнена рабочей средой п представляет с последней чувствительный элемент. Мембрана может быть выполнена вогнутой внутрь камеры.На фцг. 1 изображена принципиальная схема предлагаемого устройства; ца фпг. 2 - то ке устройство с мембраной, вогнутой внутрь камеры.Поворотный элемент выполнен в виде модели 1 кольцеобразной формы, в теле которой выполнена кольцеобразная канавка, Мембрана 2 образует с указанной канавкой камеру. Камера заполнена рабочей средой 3, например жидкостью, ц представляет с последней чувствительный элемент.Канавка выполняется ца то овой поверхности модели, в ее гребне 4, окружности радиуса Я на глубину 5, кото выбирается-3 из условия обеспечения упругих деформаций гребня под действием максимально возможной величины усилия Н. Для фиксации мембраны 2 в камере используется заглушка 5.Предпочтительным вариантом является выполнение мемораны, вогнутой внутрь камеры.В этом случае мембрана выполнена из листового материала с вогнутым внутрь камеры участком по всей окружности модели (см. фиг. 2). Мембрана закреплена на теле модели посредством заплечников 6, Крепление мембраны производят, например, сваркой так, чтобы между ней и телом модели было образовано герметизированное пространство камера.Для обеспечения непосредственного отсчета величины осевого усилия в рабочую среду помещают датчик давления, связанный с регистрирующим прибором (на фигурах не показан).Устройство работает следующим образом, При движении моделии 1 по рельсу создается усилие Н, которое вызывает упругую деформацию гребня 4. Деформация гребня приводит к сближению поверхностей кольцеобразной канавки, в результате чего изменяется величина замкнутого объема рабочей среды 3, Изменение величины объема рабочей среды вызывает пропорциональное изменение давления последней, которое и регистрируется размещенным в ней датчиком давления. Поскольку рабочая среда - жидкость обеспечивает передачу изменения давления практически без искажения по всему объему, являющемуся в данном случае замкнутым, то взаимное расположение места приложения усилия Н и датчика, регистрирующего давление жидкости, не изменяет масштаб преобразования усилия в полезный сигнал на выходечувствительного элемента, т. е. давление рабочей среды,5 Наличие у мембраны 2 выпуклого участка,обращенного внутрь камеры, заполненнойрабочей средой, обеспечивает увеличение изменения объема рабочей среды, приходящегося на единицу деформации гребня, т. е. уве 10 личивает чувствительность устройства посравнению с вариантом устройства, показанным на фиг. 1. Кроме того, непосредственныйконтакт рабочей среды с телом модели, осуществляемый в варианте устройства, показан 15 ном на фиг. 2, такжс повышает чувствительность.Указанные конструктивные особенностиустройства позволяют повысить достоверностьизмерения осевых усилий.20Формула изобретения1. Устройство для измерения осевых усилийвзаимодействующих элементов, преимущественно колеса с рельсом, содержащее поворот 25 ный элемент, выполненный в виде моделикольцеобразной формы, и чувствительныйэлемент с датчиком, отличающийся тем,что, с целью повышения достоверности измерения усилий, в теле модели со стороныЗ 0 торцовой поверхности, противоположной месту приложения измеряемого усилия, выполнена кольцеобразная канавка, а устройствоснабжено мембраной, образующей с указанной канавкой камеру, которая заполнена раз 5 бочей средой и представляет с последней чувствительный элемент.2. Устройство по и, 1, отл ич а ю шее сятем, что мембрана вогнута внутрь камеры..г оставитель А. Босои Текред Е. Пет Корре ктор Н стов Изд. Мо 109 И Государственного по делам изо 113035, Москва, Ж