Стенд для динамического нагружения рабочих датчиков силы

(19) 51) 5 ТЕН измериасшириттройства на обра равна у ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБР(71) Научно-производственное объединение по кузнечно-прессовому оборудованию и гибким производственным систеюф мам для обработки давлением ЭНИКМАШ (72) А,П.Чупеев, С.А.Родионов и С.Н.Черняев(54) СТЕНД ДЛЯ ДИНАМИЧЕСКОГО НАГРУ,НЕНИЯ РАБОЧИХ ДАТЧИКОВ СИЛЫ (57) Изобретение относится к тельной технике и позволяет р функциональные возможности ус за счет обеспечения контроля термоИзобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для динамического нагружениярабочих датчиков силы,Известна испытательная машина, содержащая станину, два захвата дляразмещения в них испытуемого образца,электромагнитный возбудитель колебаний с якорем, на одном конце которогоразмещен один из захватов (другой захват установлен на станине), жесткуютягу, соединяющую другой конец якоряс плоскими пружинами, которые соединены с винтовым механизмом статического нагружения испытуемого образца.Описанная машина испытывает образцы на сжатие.и растяжение. Нагрузка электрической неоднородности термопары. Стенд содержит механизм перемотки термоэлектродной проволоки с приводом, направляющими роликами и двумя . подающими и одним приемным барабанами, корректор сопротивления, связанный со счетчиком перемотки термоэлектродной проволоки и компенсирующий изменение сопротивления измерительной цепи, два термостата с различной тем:пературой термостатирования каждой проволоки, узлы намотки электротермоизоляции, регистратор и блок переключателей. Контроль величины термоэлектрической неоднородности как всей термопары так и каждой термоэлектродной а Эе проволоки в отдельности обеспечивает экономичный расход последней, 2 ил. ц, помещенныи в захватах,лию, развиваемому электромагнитом.Наиболее близкой к предлагаемомуявляется установка, содержащая электродинамический возбудитель колебаний, захваты для испытуемого образца, датчик силы с тензорезисторами, подключенный к регистрирующей аппаратуре и установленный на инерционном элементе с большой массой, подвешенном на гибких троссах. К инерционномуэлементу прикреплен пьезоэлектричес, кий датчик виброускорения, сигнал с которого подается на блок управле.ния, содержащий измеритель виброускоренин и задающий генератор. Выходной сигнал с блока управления поступает на вход усилителя. мощности, питающего подвижную катушку электродинамического возбудителя колебаний, Усилие возбуждения колебаний в испытуемом образце пропорционально силе тока в подвижной катушке возбудителя и регулируется усилителем мощности,Данная установка используется для динамических испьгганий образцов на воздействие знакопеременных нагрузок.Недостатком описанной установки является невысокая точность нагружения, обусловленная тем, что силовая цепь (включающая возбудитель колебаи инерционный элемент) незамкнута,что приводит к нестабильности испьггательных колебаний.Целью изобретения является повышение точности нагружения. ния рабочих датчиков, содержащем генератор импульсов и соединенный с,ним через усилитель мощности и установленный на основании возбудительколебаний, включающий якорь и катушку, контрольный датчик и узел креплеления и блок измерения, узел крепления рабочего датчика силы выполненв виде полого цилиндринеского упора,жестко связанного с возбудителемколебаний, рабочий датчик силы иконтрольный датчик жестко соединеныв последовательную силовую цепь иразмещены внутри полого цилиндрического упора, контрольный датчик жестко соединен с якорем, жестко связанНа описанном стенде испьггывалисьпьезоэлектрические датчики силы дляхолодноштамповпчных автоматов. Стенд работает следующим образом,40 ным с основанием, рабочий датчйк силы 317322034датчиков на возбудителе циклическихколебаний, разрез.Стенд для динамических нагруженийдатчиков силы содержит генератор 1импульсов, соединенный с ним черезусилитель 2 мощности, возбудитель 3циклических колебаний (в виде электромагнита) с катушкой 4, установлен 1 О ный на основании 5 и содержащий якорь6, жестко соединенный с контрольньмдатчиком 7, жестко соединенньм в последовательную цепь с рабочим датчиком8 силы, причем оба датчика 7 и 8 размещены внутри полого: цилиндрическогоупора 9, жестко связанного с возбудителем 3 колебаний винтами 10. Сигналы ний, испытуемый образец, датчик силы с контрольного 7 и рабочего 8 датчиков силы поступают через разъемы 1120 и 12 в блок управления, выполненныйв виде двух нормирующих усилителей13 и 14, соединенных с электронным2-лучевым осциллографом 15, счетчикомПоставленная цель достигается тем, 16 и вольтметром 17. что в стенде для динамического нагруже.25 Выходы нормирующих усилителей 13и 14 соединены с входамй элемента 18 .сравнения, выход которого связан свходом релейного элемента 19, выходыкоторого соединены с индикатором Ои генератором 1 импульсов, а входынормирующих усилителей связаны с выния рабочего датчика силы, блок управ- ходами рабочего 8 и контрольного 7датчиков силы.Рабочий 8 и контрольный 7 датчикипредставляют собой пьезоэлектрическиедатчики силы, преобразующие получаемыемеханические импульсы в электрическиесигналы.жестко соединен с упором, а блок управления выполнен в виде двух нормирующих усилителей, выходы котопыхсоединены с входами элемента сравнения, выход которого связан с входомрелейного элемента, выходы которогосоединены с индикатором и генерато"ром импульсов, а входы нормирующихусилителей связаны с выходами рабочего датчика силы и контрольного датчика. На фиг. 1 изображена стурктурная схема стенда для динамических нагружений датчиков силы; на фиг. 2 - узел крепления рабочего и контрольного Генератор 1 вырабатывает электри ческие импульсы, длительность и амплитуда которых идентичны импульсам усилия вь 1 садки холодноштамповочного автомата и которые поступают на усилитель 2 мощности, где они усиливаются до величины, необходимой для нормаль" ной работы возбудителя 3 колебаний, где электрические колебания преобразуются в механические. Якорь б возбуждает импульсы усилия, прикладываемого к контрольному датчику 7, которые передаются рабочему датчику 8 и замы" каются на цилиндрическом упоре 9, при. жатом с помощью винтов 10 к возбудителю Э колебаний .и рабочему датчику 8.1732 5Датчики 7 и 8, находящиеся в одной кинематической цепи, генерируют импульсы одинаковой формы и длительности, поступающие на нормирующие усилители 13 и 14, где они усиливаются5 до стандартного сигнала (например, 10 В) Визуальный контроль за выходными сигналами при нагружениях осуществляется с помощью электронного осцил О лографа 15. Затем выходные сигналы с нормирующих усилителей 13 и 14 подаются на входы элемента 18 сравнения, где они сравниваются по амплитуде, и в случае исправности рабочего датчика 8 (равенство амплитуд) на,выходе элемента 18 сравнения, а следовательно на выходе релейного элемента 19, аварийных сигналов не возникает, Стенд повторяет циклы работы, а индикатор 33 20 не загорается. В случае неисправности рабочего датчика 8 (изменение амплитуды выходного сигнала на 53 и более) на выходе элемента 18 сравнения, а следовательно на выходах релейного 25 элемента 19, формируются аварийные сигналы на отключение стенда и загора;:ется индикатор 20. Длительность нагружений датчиков на стенде составляют 1 млн.циклов, Повышение точности нагружения на описанном стенде достигается за счет того, что неисправность рабочего датчика обнаруживается сразу же после фиксации отклонения амплитуды выходного импульса рабочего датчика 8 от амплитуды выходного импульса контрольного датчика 7 на 53 и более, что приводит к немедленному отключе" нию стенда в течение одного цикла иагружения и позволяет проводить анализ причин возникновения поломки датчиковна самых ранних стадиях, предотвращая тем самьм его дальнейшее разрушение.,Преимущества предлагаемого стенда для динамических нагружений датчиков си" лы по сравнению с прототипом состоит в . том,что компановка стенда, включающая размещение рабочего и контрольного датчиков в. одной замкнутой цепи, позволяет получать одинаковые по форме 203 6.и Ааэе выходные сигналы, что дает возможность при их синфазном включении на входе элемента сравнения не воспринимать внутренние помехи схемы и помехи, связанные с изменением внешних условий (температуры, напряжения питания и др.), и сохранить высокую чувствительность к изменениям характеристик рабочего датчика (например, чувствительность, нелинейность и др.), т.е. повышается точность нагружений.Кроме того, простота компановки стенда при отсутствии трущихся элементов обеспечивает удобство в эксплуатации.Формула из о бр етения Стенд для динамического нагружения рабочих датчиков силы, содержащий генератор импульсов и соединенный с ним через усилитель мощности и установленный на основании возбудитель колебаний, включающий якорь и катушку, контрольный датчик и узел крепления рабочего датчика силы, индикатор, блок управления и блок измерения, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности нагружения, узел крепления рабочего датчика силы выполнен в виде полого цилиндрического упора, жестко связанного с возбудителем колебаний, рабочий датчик силы и контрольный. датчик жестко соединены в последовательную силовую цепь и размещены внутри полого цилиндрического упора, контрольный датчик жестко соединен с якорем, жестко связанным с основанием, рабочий датчик силы жестко соединен с упором, а блок управления.выполнен в виде двух нормирующих усилителей, выходы которых соединены с входами элемента сравнения, выход которого связан с входом релейного элемента, выходы которого соединены с индикатором и генератором импульсов, а входы нормирующих усилителей связаны с выходами рабочего дат-, чика силы и контрольного датчика, 1.Чупеев Обручар Редактор Корр Заказ 157 б Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открыт 113035, Москва, Ж, Раущская наб., д. 4 при ГКНТ СССР Произ твенно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул. Гагарина, 10