Устройство для измерения момента, изгибающего консольно закрепленный вал

(45) Дата опубликования описания 22 е 08.77 51) М. Кл. С 01 В 7 Д 6 У УО 01 Ь,ЗЛ 0 оауйоратвенный ноннтетСоаотв Мнннстроо СССРао делан нзооретеннйн открытнй. И. Гонюков, В. Ф. Клименко, А. Г. Лымарь Всесоюзный науяно исследовательский; и проектно-конструкторскинститут редукторостроения 1) Заявител 54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МОМЕНТА, ИЗГИБАЮЩЕ КОНСОЛЬНО ЗАКРЕПЛЕННЫЙ ВАЛ Изобретение относится к технике изме рения механическлх напряжений, и дефор маний. Оно предназначено дли измерения изгибающих моментов, возникающих в деталях машин, например в валах, и может использоваться в процессе стендовых ис пытаний механических соединительных муфт, для определения их способности компенси ровать изгибающие моменты.Известно устройство для измерения момента, изгибающего консольно закрепленный стержень. Оно содержит тенэорезисторы, наклеиваемые в. одном из поперечных сечений стержня, в точках, лежащих в плоскости изгиба, Тензорезисторы включены в емежиые плечи места 11);Недостатком такого устройства является его восприимчивость Не только к действию изгибающих моментов, но и к поперечным силам, которые при испытаниях часто являются неизмеряемыми величинами,Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для измерения момента, изгибающего консольно закрепленный вал. Оно содержит два рабочих тензорезистора, наклеиваемых иа вал в двух поперечных сечениях в пло кости изгиба по одну сторону оси вала, первый в удаленном, второй - в ближнем сечении от свободного конца вала, а также два компенсационных тензорезистора, каждый из которых соединен со своим рабочим тензореэистором в полумостовую схему 23.Однако цри использовании подобного устчройства исключение влияния поперечной силы на результаты измерения изгибающего момента производят расчетным путем, т. е. вычислением .поправок к результатам измере ния фактических значений момента, полу,ченных от каждого из двух рабочих тензорезисторов в двух сечениях вала. Такая обработка занимает много времени, задер живает ход испытания и оценку результатовБель изобретения - повышение точности измерений путем исключения вычисления поправок на влияние неизмеряемых сил.Это достигается тем, что устройство снабжено третьим рабочим тензорезистором, наклеиваемым на вал диаметрально противоти,бО положно второму тензорезист ору 1 нкао ченйы мв одно из плеч полумоста последовательнос первым тензорезистором, второй рабочийтензорезистор включен последовательно скомпенсационным тензорезистором в другое 5плечо полумоста, а расстояние от свободного конце вала до первого тензорезисторавыбрано вдвое большим расстояния от свободного конца вала до второго тензорезистора. 10На фиг, 1 изображено описываемое устройство, схематическое изображение; нафиг. 2 - электрическая схема.Устройство содержит три рабочих тенэорезисторя 1, 2 и 3 и компенсационныйтеизорезистор 4 фиг, 2). Тензорезисторы1 и 3 соединены последовательно и образуют одно из плеч полумоста. Другое плечо полумоста образуют тенэорезисторы 2и 4, которые также соединены последовательно,Устройство работает следующим образомеНа испытуемый консольно закрепленныйввл 5 в двух его поперечных сечениях, вточках, лежащих в плоскости изгиба, наклеиввют рабочие тензорезисторы: тензорезис;тор 1 - в удаленном от конца вала, атенэореэисторы 2-3 - в ближнем к концу30вала сечении,симметрично относительнооси вала. Полумост подключают ко вторичной аппаратуре,При одновременном воздействии на вализмеряемого изгибающего момента и неиз=меряемой силы, приложенной на конце вала35в известной точке, изменение сопротивлениявсех тензорезисторов пропорционально суммензгибающего момента и момента, создаваемого неизмеряемой силой4 О ь Й = Х ( М +.Р 1 );дК =К(м+ 6),45где ьВ,ь,д Й - приращения соиротивления тензореэисторов 1, 2 и 3;- коэффиииент тенэочувствительноо М- измеряемый изгибающий момент 1 Р - неизмеряемаа сила,16 3 расстояния от точки приложения силы Р до с.ений с тензорезисторами.Поскольк тензорезисторы 1 и 3 включены последовательно и образуют одно из плеч полумоста, а расстояние 1 равно базовому 1 -то приращение сопротивления плеча окажется равным: дЯ +дЧ Р(Р - Е )=КУР2 Электрический сигнал, получаемый от мостовой схемы, пропорционален разности иэменений сопротивлений плеч:ЬЗ -д к - д 3 =М2 3 и 3 фВ результате этого достигается автоматическая компенсация неизмеряемой силы.Использование изобретения при 1 стендовых испытаниях компенсирующих свойств мсханические муфт, для измерения изгибающих моментов, возникающих на соединяемых муфтами валах, позволяет ускорить проведение испытаний за счет исключения обработки результатов измерений, необходимой для исключения влияния неизмеряемых сил. Кроме того, экономятся трудозатраты на обработку результатов измерений, а также уменьшаются повторные эксперименты, поскольку появляется возможность сразу вести визуальный контроль правильности процесса измерения по осциллографу,без предварительной обработки результатов. Формула изобретения Устройство для измерения момента, и гибаюшего консольно закрепленный вал, содержащее два рабочих тензореэистора, наклеиваемых на вал в двух поперечных сечениях в плоскости изгиба по одну стс- рону от оси вала, первый - в удаленном, второй - в ближнем сечении от свободного конца вала, и компенсационные тензорезис-. торы включенные в полумост с рабочими, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений путем исключения вычислений поправок на влияние неизмеряемых сил, оно снабжено третьим рабочим тензорезистором, наклеиваемым нв вал диаметрально противоположно второ му тензорезистору, включенным в одно из плеч полумоста последовательно с первым тензорезистором, второй рабочий тензорезистор включен последовательно с компенсационным тензореэистором в другое плечо полумоста, а расстояние от свободного конца вала. до первого .тензорезистора выбрано вдвое большим расстояния от свободного конца вала до второго тензорезис тора.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1 . В. Эрлер, Л. Вальтер. Электрические измерения неэлектрических величин полупроводниковыми тензореэисторами. М., "Мир", 1974, с. 96, табл. 5. 12. Справочник конструктора сельскохо-. зяйственных мешин. Под ред. Л. В, Красниченко, т. 1, М., Машгиз, 1960, С. 73, прототип).ССС Филиал ППП Патент, г, Ужгород, ул. Проектна 9 Тираж 907 И Государственного комитетапо делам изобретений 113035, Москва, Ж, Раушска Подписноеовета Министри открытийнаб., д. 4/5