Устройство для измерения усилий на вращающемся рабочем органе

(9) 5 6 01 . 5/16 НИЯ ут ра ва я8 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Воронежский лесотехнический инст(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УЛИЙ НА ВРАЩАЮЩЕМСЯ РАБОЧЕМГАНЕ(57) Ит зобретение относится к измери хнике и может быть использован 1638575 А измерений усилий на вращающемся рабочем органе обескрыливателей лесных семян. Цель изобретения - повышение точности за счет возможности измерения осевых усилий, Устройство, содержащее тензометрическую балку с датчиками, закрепленную на основании и выполненную в виде Г-образной стойки 15 с измерителями 19 и 22 для измерения окружных и радиальных усилий, снабжено дополнительным измерителем 28 для измерения осевых усилий, Последний установлен на основании и размещен в двойном обтекаемом секторе-рассекателе 31, Толщина сектора-рассекателя выбрана в пределах заданной амплитуды колебаний чувствительного элемента. Осно- в1638575 10 5 20 25 35 40 вание балки выполнено разьемным, в виде двух стягиваемых полуколец 7 и 8 с возможностью перестановки вдоль оси вала. При взаимодействии щеточного элемента 21 с семенной массой при ее обработке возникают реактивные силы, которые передаются на измерители 19, 22 и 28. Радиальные усиИзобретение относится к исследованиям усилий на вращающихся рабочих орга нах, взаимодействующих с обрабатываемой средой, и может быть использовано для измерения усилий на вращающемся рабочем органе обескрыливателей лесных семян, Цель изобретения - . повышение точности эа счет возможности измерения осевыхусилий.На фиг. 1 изображена рабочая камераобескрыливателя с установленным внутри него измерительным устройством, общий вид; на фиг. 2 - разрез А - А на фиг. 1; на фиг.3 - разрез Б-Б на фиг. 2; на фиг. 4 - вид В на фиг, 2; на фиг. 5 - дополнительный измеритель с сектором-рассекателем, общий вид; на фиг. 6 - вид Г на фиг. 5.Устройство для измерения усилий на вращающемся органе установлено на полом валу 1 барабана 2 машины для обескрь 1 ливания лесных семян, над которым расположен загрузочный бункер 3 с заслонкой 4 для дозированной подачи семян. Привод вала 1 барабана 2 осуществляется через клиноременную передачу 5.Устройство для измерений усилий состоит из основания 6 тензометрической балки, выполненного в виде 2 разьемныхполуколец 7 и 8, которые охватывают вал 1.Для стягивания полуколец 7 и 8 предусмот рено болтовое соединение 9, Полукольцо 8 является несущим элементом для всех силоизмерителей. Оно имеет два плоских кронштейна 10 и 11, перпендикулярных его г родольной оси, которые расположены по краям и соединены пластиной 12, В кронштейнах 10 и 11 размещены конические опоры 13 и 14. В центрах опор 13 и 14 установлена Г-образная стойка 15. Для удобства монтажа и демонтажа стойки 15 опоры 13 и 14 выполнены в виде винтов с фиксирующими гайками 16 и 17, Плечи стойки 15 имеют прямоугольное сечение, постоянное по всей длине, На конце меньшего плеча стойки.15 расположена площадка 18, 45на которой жестко закреплен консольный силоизмеритель 19 с .тензорезисторными датчиками 20 для регистрации радиальных усилий, возникающих на щеточном элеменлия изгибают измеритель 19 в поперечном направлении, касательные - передаются Г-образной стойке 15 и воспринимаются измерителем 22, а осевые усилия, направленные вдоль вала, через плоский элемент 30 передаются измерител 1 о 28, 1 з.п. ф-лы, 6 ил. те 21. От проворачивания в опорах 13 и 14 стойку 15 удерживает консольный силоизмеритель 22 с тензодатчиками 23. Силоизмеритель 22 жестко закреплен одним концом на пластине 12, а свободный конец его прижат вершиной призматического бруска 24 замкнутой рамки 25 с помощью натяжного устройства 26 к Г-образной стойке 15. При этом между силоизмерителем 22 и стойкой 15 у угла перегиба плеч установлена призматическая проставка 27, опирающаяся основанйем призмы на стойку 15. Высота призмы проставки 27 имеет размер, обеспечивающий эквидистантный зазор между силоизмерителем 22 и большим плечом стойки 15. Такая конструктивная связь элементов обеспечивает регистрацию тензорезисторными датчиками 23 силоизмерителя 22 только касательных усилий, действующих на щеточный элемент 21, На внешней плоской поверхности кронштейна 11 жестко закреплен дополнительный консольный силоизмеритель 28 с тензорезисторными датчиками 29 для замера осевых усилий. На свободном конце силоизмерителя 28 закреплен пло-ский элемент 30 в виде пластины, материал которой по жесткости эквивалентен жесткости щетинок щеточного рабочего органа 21. Силоизмерители 19, 22 и 28 идентичны, представляют собой упругие плоские пластины в виде балочек равного сопротивления, но отличаются друг от друга своей жесткостью, Силоизмеритель 28 закреплен так, что главная ось его проходит в радиальном направлении, плоская часть элемента 30 перпендикулярна рабочему органу 21, а радиус закрепления периферийной его части не превышает радиуса концов щетинок рабочего органа 21. Силоизмеритель 28 с элементом 30 помещен.в двойном обтекаемом секторе-рассекателе 31, широкая часть которого выбрана, исходя из заданной (предельно допустимой) амплитуды колебаний чувствительного элемента 30 в осевом направлении. Сектор-рассекатель 31 состоит из двух тел-сегментов одинаковой формы, Две внутренние прямоугольные поверхности 32 сегментов обращены друг к другу, образует пространство для размещениячувствительного элемента 30. А две боковые поверхности каждого тела-сегмента смыкаются в верхней его части, образуя обтекаемую форму сектора-рассекателя 31 (фиг. 5). Тела-сегменты крепятся к внешней плоскости кронштейна 11 с помощью держателей 33. Тензорезисторные датчики 20, 23 и 29 связаны с токосъемником 34 соединительными проводами, проходящими через палый вал 1,Устройство работает следующим образом.Для измерения усилий на щеточнам рабочем органе от момента встречи ега со средой и до окончания этого взаимодействия через клиноременную передачу 5 приводят во вращение вал 1 с рабочим органом 21, При достижении установившегося скоростного режима иэ загрузочного бункера 3 открытием заслонки 4 на необходимую величину подают семена в обескрыливающий барабан 2, Порция семян падает в нижнюю часть барабана 2. В начальный момент встречи вращающегося рабочего органа 21 с семенной массой происходит их взаимодействие, семена отделяются от крылаток и проходят в радиальном направлении через сетчатую поверхность барабана 2, Остальная масса перемещается щетинками по внутренней поверхности барабана от одного его конца к другому в осевом направлении, В течение всего времени взаимодействия щетинки щеточного элемента 21 и элемента 30 передают реактивные силы среды на силоизмерители устройства, которые деформируются пропорционально радиальной, касательной и осевой составляющим. Радиальные усилия изгибают силоизмеритель 19 в поперечном направлении, касательные усилия, действующие вдоль силоизмерителя 21, в виду его большой жесткости в этом направлении, передаются Г-образной стойке 15, которая стремится повернуться в подшипниковцх опорах 13 и 14, но повороту препятствует силоизмеритель 22, который воспринимает эти касательные усилия. В осевом направлении перемещаемая среда деформируетчерез элемент 30 силоизмеритель 28, на котором он закреплен. Возможные деформации изгиба и кручения ега от реактивных сил5 среды других направлений исключаются,так как двойной сектор-рассекатель воспринимает их на себя своими обтекаемыми поверхностями. При этом он минимальновыносит из зоны взаимодействия элемен 10 том 30 частицы среды, не влияя на это взаимодействие и не препятствуя их движениюв осевом направлении,Применение предлагаемого устройствапозволяет повысить точность измерений15 усилий на вращающемся рабояем органеобескрыливателя и тем самым более правильно обосновывать как технологические(скорость вращения рабочих органов и ихжесткость) так и конструктивные параметры20 (длину и угол наклона обескрыливателей непрерывного действия),Формула изобретения25 1. Устройство для измерения усилий навращающемся рабочем органе, содержащее закрепленную на основании тензометрическую балку, выполненную в виде Г-образного рычага, на одном плече которо го установлен измеритель касательных, а надругом - радиальных усилий, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности путем обеспечения возможности измерения осевых усилий, ано снабжено до полнительным измерителем с двойным обтекаемым сектором-рассекателем, при этом дополнительный измеритель установлен на основании тензометрической балки, а толщина сектора-рассекателя выбрана в преде лах заданной амплитуды колебанийчувствительного элемента дополнительного измерителя.2, Устройство па п.1, отл ичающеес я тем, что основание тензометрической 45 балки выполнена в виде двух разъемныхполуколец, установленных с возможностью перемещения вдоль оси рабочего органа, 1 б 38576