Устройство для измерения параметров удара

ОП ИСАНИЕИЗЬВРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРвелублнн и 864133(51)М. Кл,С О Р 15/04С 01 . 5/00 Ъаударстаанхый амхтат СССР аа дедам иэааратекка и еткрыткй(54) УСТР 011 СТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВУДАРА Изобретение относится к внбро- и 1удароиспытательной технике, а более конкретно к устройствам для измерения параметров удара.Известны устройства для измерения параметров удара с деформируемым элементом, содержащие корпус, инерционный элемент в виде набора шариков, которые контактируют с наружной пов .рхкостью чувствительного элемента в виО де диска, При ударном нагружении шарики образуют на боковой поверхности диска отпечатки, глубина которых зависит от ударного импульса, а расположение - от направления удара, Расб шифровка показаний осуществляется при помощи микроскопа и тарировочного графика. Сила удара Функционально зависит от суммы диаметров отпечатков Ц,20Однако эти устройства отличаются недостаточной точностью, чувствительностью к измеряемому параметру, узким диапазоном измерения и сложпостыл обработки результатов измерения.Наиболее близким по технической сущности н достигаемому эффекту к изобретению является устройство с деформируемым элементом, содержащее корпус, цилиндрический чувствительный элемент с профилированньв участком в виде конуса и пружину, на торце которой расположен инерционный элемент. 1 ри удчрном нагружении инерционный элемент деформирует конический профилированный участок цилиндрического чувствительного элемента. Расшифровка показаний осуществляется по величине смятия конического участка и при помощи тарировочного графика21.Конусообразное исполнение профилированного участка чувствительного элемента датчика приводит к снижению точности измерения параметров удара, так ".ак корреляционная зависимость между контактной силой и смятием8641 чувствительного элемента имеет ярко выраженный нелинейный характер, что в свою очередь влияет также и на чувствительность датчика к измеряемому параметру.Цель изобретения - повышение точности и чувствительности устройства за счет линеаризации силовой характеристики.Поставленная цель достигается тем, что профилированный деформируемый участок чувствительного элемента вы-полняется в виде тела вращения, причем высота тела вращения выбирается равной удвоенной величине предельной деформации, а отношение площади поперечного сечения профилированного участка к площади цилиндрического участка чувствительного элемента равно отношению высоты этого сечения к высоте профилированного уча"тка.На фиг. 1.изображена конструкция устройства, на Фиг. 2 - силовая характеристика устройства для измерения параметров удара.Устройство содержит крышку 1 корпуса, инерционный элемент 2, расположенный на пружине 3, чувствительный элемент 4, установленный в корпусе 5 и снабженный профилированным участком 6. Силовая характеристика устройства линейна и однозначно определяет диаметр О цилиндрического участка чувствительного элемента 4 по величине предельной контактной силы РПРФ и высотУ Н пРофилиРованного участка 6 по величине предельной деформациипреПри соударении исследуемого объекта с преградой инерционный элемент 2 устройства, закрепленного на объекте, разгоняется под действием сил инерции до начальной скорости соударения. Кинетическая энергия, приобретенная инерционным элементом 2 в процессе разгона, гасится за счет деформирования чувствительного элемента 4. Возникающая в зоне контакта сила уравновешивается силами сопротивления деформированию чувствительного элемента, Суммарная деформация складывается из упругого цеформирования чувствительного элемента 4 в целом и пластического деформирования его профилированного участка 6. Величина упругой деформации чувствительного элемента 4 линейно изменяется в процессе нагружения, восстанавливается при разгрузке чувст" 52530354045 33 4вительного элемента от действующих сил и является систематической ошибкой изчерения контактной силы,Линейность силовой характеристики обеспечивается при деформировании профилированного участка 6 чувствительного элемента 4. В случае, когда деформация распространяется за пределы профилированного участка 6 линейность силовой характеристики нарушается.Это позволяет установить диаметр О цилиндрического участка чувствительного элемента с учетом величины верхнего диапазона измерения устройства, т.е. предельного значения контактной силы, при которой сохраняется линейность силовой характеристики устройстваО ( РВАггде ь - предел упругости материалачувствительного элемента.1Конфигурация профилированногоучастка 6 определяется соотношением, свя.ывающим диаметр с 1 сечения профилированного участка и высоту этого сечения с диаметром О цилиндрического участка чувствительного элемента 4 и высотой Н профилированного участка 6, При линейной силовой характеристике это соотношение имеет видР 1НВысота профилированного участка Нравна удвоенной величине предельной деформации ЗРЕ чувствительного элемента, при которой сохраняется линейность силовой характеристики устройства. Нетрудно заметить, что изменяя величину предельной деформации при постоянстве Р Ре, можно изменять чувствительность устройства к измеря" емой величине контактной силы,После соударения объекта с преградой измеряют величину деформации профилированного участка 6 чувствительного элемента 4, а по величине деформации с учетом силовой характеристики устройства и массы инерционного элемента определяют значение(максимальной контактной силы при ударе, максимального ударного ускоренияи начальной скорости соударения, сучетом того, что 8641 где Р - максимальная контактная сиВМла рй - коэффициент пропорционал- ности;Ь - величина максималной де"0формации;а - максимальное ударное ускоренне;в - масса инерционного элемента;Ч - начальная скорость соудареО15ния инерционного элемента.Такое конструктивное исполнение чувствительного элемента устройства для измерения параметров удара выгодно отличает его от известного, так как во-первых, позволяет повысить точность-измерения параметров удара за счет линейной силовой характеристики устройства и, во-вторых, позволяет изменять чувствительность устройства в широких пределах за счет изменения относительной конфигурации профилированного участка чувствител- ного элемента.Формула изобретенияУстройство для измерения параметров удара, содержащее корпус, в кг то" 33 6"ром установлены цилиндрический чувствительный элемент с.профилированньи деформируемым участком и пружина, на торце которой размещен инерционный элемент, о т л и ч а ю щ е е " с я тем, что, с целью повышения точности ичувствителности за счет линеаризации силовой характеристики устройства, в нем профилированный деформируемый участок чувствител- ного элемента выполнен в виде тела вращения, причем высота тела враще" ния выбрана равной удвоенной величине предельной деформации, а отношение площади поперечного .сечения профилированного участка к площагч цилиндрического участка чувствителного элемента равно отношению высоты этого сечения к высоте профилированного участка.Источники информации. принятые во внимание при экспертизе 1. Патент США В 3141440, кл. 116-14, опублик. 1962.2. Приборы и системы для измерения вибрации удара, шума. Отравочник. Под ред. Клюева В.В., книга 1 М , "Машиностроение", 1978, с. 186-19 прототип).864133НИИПИ Заказ 7772/64 Тираж 910 Подпи филиал ППП "Патент", г. Ужгород,ул,Проектная