Устройство для измерения усилий

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(11) 551522 61) Дополнительное к автсвид-ву22) Заявлено 24,12.75 (21) 2303581/10 1/22 с присоедине заявкиасударстаенный хамит Соаета Министраа ССС по делам изааретений и открытий) Дата опубликования описания 30,05 Шкварников, В, А. Годзиковский и И, И. Лифан 2) Авторы изобретения Санто,аучно-исследовательский и конструкторский институт испытателашин, приборов и средств измерения масс 1) Заявител(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УСИЛИЯ Цель изобретения - измерения усилия, действаличии перекосов оси и шение точности юшего на намически ь, припочивбе каюна т требуетвительточность измерения из-за чу Изобретение относится к силоизмерительной технике и может использоваться для измерения усилия, действующего на ось, например, тележки подъемного крана, железнодорожного вагона. 5Известные устройства для измерения усилия на ось, выполненные в виде диска со ступицей, связанной с контуром диска чувствительным элементом, вставленным в зазор между ступицей и контуром диска 1 10 12"1, 13, 141,Однако известные устройства не обеспеают требуемую точность измерения, осонно в динамике, вследствие наличия размыщихся стыков в цепочке передачи силы 15 чувствительный элемент,Известны также устройства для измеренияусилия, действующего на ось тележки подъемного крана, содержащие у. ругий элемент ввиде диска со ступицей, связанной направляюшими пластинами с контуром диска, и чувствительный элемент, выполненный в видемагнитоупругого датчика 51,Однако они также не обеспечиваю ности магнитоупругого датчика к эксцентриситетам силы и наличия стыков между ниступицей и контуром диска, При небольшихперекосах оси будет возникать значительнаядополнительная погрешность. мех,Это достигается тем, что в устройстве,содержащем упругий элемент в виде дискасо ступицей, связанной направляющими пластинами с контуром диска, и чувствительныйэлемент, последний выполнен в виде двухдвутавровых балок, полки которых параллельны оси, при этом внутренние концы балокжестко связаны с силопередающим стержнем,расположенным перпендикулярно оси и жестко соединенным со ступицей, а наружные концы балок жестко связаны с контуром диска,на опорной поверхности которого выполненаразгружаюшая выемка, плоскость которой перпендикулярна силопередаюшему стержню, причем тензорезисторы размещены на стенкахобалок подуглом 40-50 к оси силопередающего стержня.На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство для измерения усилия, общий вид;на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1, вид5сверху; на фиг, 3 - разрез Б-Б на фиг. 1,вид сбоку.Устройство содержит упругий элемент ввиде диска 1 со ступицей 2, к которой приложено измеряемое усилие "Р", направляющие пластины 3, связывающие ступицу 2 сконтуром диска 1, силопередаюшей стержень4, жестко связанный со ступицей 2, и чувствительный элемент 5, выполненный в видедвух двутавровых балок 6, на стенках кото- Ирых взаимно перпендикулярно друг другу иопод углом 40-50 к оси силопередаюшегостержня 4 расположены тензорезисторы 7,8, 9 и 10, Внутренние концы 11 двутавровых балок 6 жестко соединены с силопере)дающим стержнем 4, а наружные концы 12жестко связаны с внутренним контуром диска 1. На опорной поверхности диска выполнена разгружающая выемка 13,25Устройство работает следующим образом,Под действием измеряемого усилия "Р" ступица 2 перемешается вниз и передает усилие через силопередающий стержень 4 30 на чувствительный элемент 5, причем в стенках балок 6 возникают сдвиговые касательные напряжения, преобразуемые тензорезисторами 7, 8, 9 и 10 в электрический сигнал, пропорциональный измеряемому усилию Зб фР", Тензорезисторы 7 и 10 растягиваются, а 8 и 9 сжимаются, т, е. все тензорезисторы являются активными, В случае возникновения перекоса измеряемого усилия на ось к чувствительному элементу прикладывается помимо измеряемой силы фРф паразитный изгибающий момент, но так как в балках двутаврового сечения момент сопротивления кручения очень велик, а эпюра паразитных напряжений от момента проходит че- фф рез ноль в середине стенки, где размещены тензорезисторы, влияние перекоса измеряемого усилия на показания практическими устранено.Предлагаемое устройство позволяет повы сить точность измерения усилия, действующего на ось,например, тележки подъемного крана, железнодорожного вагона, повысить надежность силоизмерительной системы в целом.Формула изобретенияУстройство для измерения усилия, действующего на ось,например, тележки подъемного крана, содержащее упругий элементв виде диска со ступицей, связанной направляющими пластинами с контуром диска, ичувствительный элемент, о т л и ч а ю -щ е е с я тем, что, с целью повышенияточности измерения, в нем чувствительныйэлемент выполнен в виде двух двутавровыхбалок, полки которых параллельны оси, приэтом внутренние концы балок жестко связаны с силопередаюшим стержнем, расположенным перпендикулярно оси и жестко соединенным со ступицей, а наружные концыбалок связаны с контуром диска, на опорной поверхности которого выполнена разгружающая выемка, плоскость которой перпендикулярна силопередающему стержню, причем тензорезисторы размещены на стенкахобалок под углом 40-50 к оси силопередаюшего стержня,Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1, Патент США3358500,класс73-141, опублик. 24.05.65,2. Авторское свидетельство СССР231175, М. Кл. Ь 01 1 1/12,17,03.67.3. Авторское свидетельство СССР282708, М. Кл. б 011/22,11.02.6 9.4, Авторское свидетельство СССР409093, М, Кл 6 011/22,16,09,71,5. Каталог фирмы А 5 ЕА Швеция"Ссйа 1 о(реУМ 21-ЧЕф, выкладка 01.08.72, (прототип),551522 10Составитель М, Базовкин Редактор Л. Гребенникова Техред И, Асталош Корректор А. Власенко Заказ 115/21 Тираж 1052 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5Филиал ППП фПатентф, г. Ужгород, ул, Проектная, 4