Динамометр

Союз Советских Социалистических Республик(61) До нитель к авт. сви ено 1604.80 (21) 51)М. Кл. С 01 Ь 5/06 2)3 9695/18-10 заявки йо с присое ен сударствеииый комит СССР ио делам изобретений и открытий(53) У 531.78 (088,8 Дата опубликования описа 113(7) Заявите ДИН АМОМЕТР илои еренияи опорпусих снабстройстваэксплуа 1ышениеизмерении тся тем, элемент ем и за. - упругим 3 Изобретение относ я к с змерительной технике.Известно устройство для изм усилий в канате, содержащее тр ных ролика, между которыми про кается канат, причем один из н жен указателем натяжения 11.Недостатком известного устройства является то, что оно может занимать неудобное для наблюдателя положение.Наиболеее близким к предлагаемому по технической сущности является ди- намометр, содержащий цилиндрический корпус и установленный соосно ему упругий элемент, выполненный в виде цилиндра с косыми щелями, расположенными по поясам, силопередающие элементы, связанные с торцами упру- гогО элемента, и узел отсчета усилия (23Недостаток указанного ув том, что оно неудобно втации.Цель изобретения - повудобств в эксплуатации принатяжения тросов.Указанная цель достигаечто каждый силопередающийвыполнен с осевым отверстижимом для троса и связан с элементом через опорный подаипник,при этом корпус жестко связан с уп"ругим элементом в средней части, аузел отсчета выполнен в виде окна вкорпусе, в котором размещена подвижная контрастная лента, связанная содной стороны через пружины с корпу"сом, а с другой стороны с упругимэлементом через нити привода, выполненного в виде группы блоков, которые расположены на торцах и сред"ней части упругого элемента, приэтом вторые конюи нитей привода закреплены на средней части упругогоэлемента,На фиг1 представлен динамометрв продольном разрезе (общий вид);на фиг. 2 - то же, без наружного корпуса с контрастной лентой; на фиг.ЗсеЧение А-А на фиг. 1; на фиг. 4сечение Б-Б на фиг. 1; на фиг. 5корпус . с контрастной лентой и ееприводом, общий вид.Динамометр состоит из (фиг.1)силопередающих элементов 1 и 2 дляприложения нагрузки Р упругого чувствительного элемента 3, цилиндрического составного корпуса 4 с цвет"ной втулкой (белого или зеленогоцвета) 5, на которую нанесена шкала, 883678и с контрастной лентой 6 (красного цвета), привода 7 для управления лентой 6 и распорной втулки 8Силопередающий элемент 1 выполнен с буртиком 9, через который он опирается на опорный подшипник 10, установленный в торец 11 упругого элемента 3. Второй силопередающий элемент 2 установлен с помощью опорного подшипника 12 и гаек 13 и 14 на выступ 15 накидной гайки 16, навинченной на второй торец 17 упругого элемента 3. Каждый из элементов 1 и 2 заканчивается, соответственно, выступающими внутрь упругого элемента 3, частями 18 и 19, на которые одета распорная втулка 8, выполнен ная из эластичного упругого материала. Втулка 8 распирает силопередающие элементы внутри элемента 3, обеспечивая устранение люфтов в опорных подшипниках 10 и 12, 20Как силопередающие элементы, так и втулка 8 снабжены сквозными осевыми отверстиями, обозначенными общей позицией 20.На другую сторону силопередающих элементов навинчивается полая гайка 21, в которую установлен, например зажим 22 для троса (каната), имеющий возможность свободно располагаться в полой части гайки 21 и сквозном отверстии 20, т,е, этот учас ток троса 23 не нагружается при приложении к нему усилия Р. Передача усилия Р от нагружаемого участка троса осуществляется через зажим 22 на гайку 21, затем через гайки 13 и 14 на опорный подшипник 12, после этого оно передается на гайку 16 и на упругий элемент 3. Усилие от другого нагружаемого участка троса 23 передается аналогично, через гайку 4 О 21 на силопередающий элемент 1, за" тем через буртик 9 на опорный подшипник 10, а затем на упругий элемент 3.Такая конструкция позволяет пропустить трос 23 через сквозное отвер 5 стие 20, не разрезая его для подсоединения к силопередающим элементам 1 и 2, При этом участок троса 23, находящийся внутри динамометра, остается свободным при его нагружении и не влияет на работу упругого элемента 3. Действующий в цепочке крутящий момент или разворот практически не действует на работу упругого элемента 3, так как силопередающие элементы 1 и 2 установлены на опорных подшипниках 10 и 12, которые обеспечивают Поворот цепочки относительно упругого элемента 3. При этом динамометр может быть раз" Щ) вернут относительно его оси на подшипниках 10 и 12 в удобное для наблюдения положение.Упругий чувствительный элемент 3, установленный без зазоров на опорных подшипниках 10 и 12, выполнен в виде полого цилиндра, в котором размещена распорная втулка 8. Он состоит из верхнего торца 11, среднего утолщения 24 (фиг. 1 и 2) и нижнего торца 17, которые соединены между собой поясами 25 и 26. Пояса 25 и 26 выполнены с щелями, соответственно, 27 и 28, чередующимися с перемычками, соответственно 29 и 30. Причем, угол наклона Ы,(перемычек 29 и щелей 27 на поясе 25 имеет знак, противоположный знаку угла наклона перемычек 30 и щелей 28 на втором поясе 26. Такое выполнение дает возможность существенно увеличить продольное (вдоль оси 0-0) удлинение засчет наклона перемычек 29 и 30, которые при нагружении, кроме собственного удлинения, испытывают и изгиб, дающий дополнительное удлинение. Далее за счет наклона перемычек 29 и 30 торцы 11 и 17 испытывают поворот п,( и щ , а среднее утолщение 24 поворот в в другом направлении за счет разных углов с 1 и о( наклона перемычек 29 и 30. на поясах 25 и 26Эти повороты также используются для работы привода 7 и для повышения чувствительности, точности и увеличения шкалы динамометра. Привод 7 (общая позиция) состоитиз группы блочков 31, установленныхна верхнем торце 11, двух групп блочков, соответственно, 32. и 33, установленных на среднем утолщении 24 и группы блочков 34, установленных на нижнем торце 17. Группа блочков 31 соединена нитью 35 (фиг. 2 и 5) с первой группой блочков 32При этом один конец нити 35 закреплен неподвижно на утолщении 24, а второй выведен по кольцевой канавке 36 к контрастной ленте 36 и закреплен на ней с помощью кронштейна 37 (фиг. 5). Группа блочков 34 соединена нитью 38 (фиг. 2 и 5) со второй группой блочков 33, причем один конец нити 38 также йеподвижно закреплен на утолщении 24, а второй выведен по кольцевой канавке 39 на торце 17 ко второму концу контрастной ленты б и закреплен на ней с помощью второго кронштейна 40. При этом перемещение конца нити 35, соединенного с лентой б, будет равно 5 Ь+ 5 Ьд где 5 й- перемещения, суммируемые блочками 31 и 32 от продольного удлинения пояса 25, а 5 Ь)д - перемещения, суммируемые блочками 31 и 32 от поворотов верхнего торца в, и промежуточного пояса в,направленных в разные стороны, Таким же образом определяется и перемещение конца нити 38Такая комбинация косых щелей 27 и 28 под разными углами и привода позволяет существенно увеличить перемещение свободныхконцов нитей 35 и 38 для управления контрастной лентой б.Для большего перемещения концов нитей 38 и 35 можно увеличить количество блочков или наклоны щелей 27 и 38 соответственно Ы и с, или увеличить количество поясов 25 и 26 с разными углами наклона щелей или перемычек на них.Корпус 4 неподвижно закреплен с помощью кронштейнов 41 на промежуточном утолщении 24, На торцах корпуса 4 установлены в соединительных деталях 42 уплотнения 43, предотвращающие попадания пыли, вредных веществ и т.д. во внутрь динамометра, т.е, корпус 4 с уплотнениями 43 практически не препятствует перемещению Ь, Ь 4 и поворотам щ,1 и щз упругого элемента 3 и одновременно обеспечивает поворот корпуса 4 вместе с элементом 3 в любое удобное положение.Корпус 4 выполнен в виде двойного цИлиндра, образованного наружной трубой 44, имеющей окно 45 (для визуального наблюдения за шкалой и контрастной лентой б), и внутренней втулкой 5, расположенных с зазором по отношению друг к другу (фиг. 5) . Труба 44 и втулка 5 соединены между собой по торцам с помощью деталей 42, несущих уплотнения 43. Втулка 5 имеет направляющие подгибы 46 и 47, со;ответственно, для направления нитей 35 и 38, выходящих из канавок 36 и 39 к передней кромке контрастной ленты 6, на ее кронштейны 37 и 40. Контрастная (красная) лента б размещается и перемещается в зазоре между трубой 44 и втулкой 5 (белого цвета). Задняя кромка э,ой ленты б подсоединяется через амортизаторы (например, резиновые шнуры) 48 и 49 к узлам; соответственно, 50 и 51, расположенным на расстоянии большем, чем длина контрастной ленты б и закрепленных между трубой 44 и втулкой 5Высота ленты 6 равна промежутку между внутренними частями деталей 42. Для прохождения нитей 35 и 38 и кронштейнов 37 и 40 во втулке 5 выполнены, соответственно, два выреза (фиг. 5) 52 и 53.На внутренней втулке 5 в зоне окна 45 наносится тарированная шкала грузоподъемности динамометра, которая перекрывается при его работе контрастной лентой 6 и ее передней кромкой.Для того, чтобы зафиксировать динамометр в удобном для наблюдателя положении, т.е. повернуть динамо- метр на подшипниках 10 и 12, предусмотрен прижим 54 для крепления, например канатика (или ручки) 55, который может быть зафиксирован вторым концом или подведен к наблюдателю. Динамометр работает следующимобразом.При приложении нагрузки Р к хвостовикам 1 и 2 через зажимы 22 и гайки 21, она через буртик 9 и опорныйподшипник 10 и через торцы гайки 13,опорный подшипник 12 и накидную гайку 17, передается, соответственно,на торец 11 и торец 17 упругого чувствительного элемента 3. В материалеэлемента 3, а именно в торцах 11и 17, утолщении 24 и в перемычках29 и 30 под нагрузкой врзникают деформации, которые состоят из обычныхдеформаций растяжения материала вуказанных деталях элемента 3 и деформаций, вызванных поворотом концов перемычек 29 и 30, которые, вследствие своего наклона, стремятся занять приблизительно вертикальное положение(перемещения Ь 1 и Ь 2),увели чивая таким образом общие деформации.Так как концы перемычек 29 и 30заделаны в торцах 11 и 17 и в промежуточном утолщении 24, они также поворачиваются относительно оси 0-0,причем утолщение 24 в одном направлении (как показано стрелкой в), аторцы 11 м 17 - в другом, показанномстрелками в и ю. Разный поворотторцев 11 и 17 по сравнению с поворотом утолщения 24 обусловлен разнымнаклоном щелей 27 и 28 и перемычек29 и 30 (углы о, и Ы), которые исоздают это вращение при нагружении,Торцы 11 и 17 проворачиваются, соответственно, на опорных подшипниках10 и 12. Таким образом достигаетсясущественное увеличение общих исходных деформаций упругого элемента 3,используемых для работы собственно 40 индикатора контрастной ленты б. Такая конструкция также обладает высокими демпфирующими свойствами, обеспечиваемыми упругим элементом 3.Так как наглядность цветной инди кации (или зрительная восприимчивость) и собственно шкалы существенно зависит от размеров цветного индикатора - ленты б и шкалы, то общие деформации упругого элемента 3еще Раз увеличиваются за счет привода 7, выполненного в виде группыблоков, соединяющих торцы 11 и 17со средним утолщением 24. Это предназначено для увеличения размеровконтрастной ленты б и шкалы, т.е.для улучшения наглядности и зрительной восприимчивости (или в конечномсчете улучшения удобств в эксплуатации динамометра).И так перемещения вдоль оси 0-0 Ь, 40 и Ь 2 и повороты т, т и в, передаются через блочки 31-34 на нити35 и 38, с одним закреплением другимсвободным концом нити. Вследствиеэтих поворотов ю, щи в 3 и пере мещений Ь 1 и А конец нити, напри 883678мер 35, перемещается при данной конструкции привода на величину 5 Ь+5 ЬА конец Нити 38 также перемещается на 5 ЬЬн Перемещение нитей 35 и 38 приводит к перемещению (через кронштейны 37 и 40) ленты 6 в свободном зазоре между трубой 44 и втулкой Б. По мере увеличения нагрузки Р и соответственно увеличения суммарных де. Формаций упругого элемента 3, лента б все больше выходит в окно 45 трубы 44, закрывая белый (или зеленый) О цвет втулки 5 красным цветом ленты б. При этом по передней кромке ленты 6, которая также перекрывает нанесенную на втулке 5 шкалу, можно определить текущее значение нагрузки, В 15 процессефцвижения ленты 6 удлиняютсяи амортизаторы 48 и 49, соединенные вторыми концами с узлами 50 и 51. Такие амортизаторы обеспЕчивают плавное перемеение ленты 6 в процессе 2 О нагружения и возврат ее в исходное положение при сбросе нагрузки до О. При достижении максимальной нагрузки окно 45 полностью закрывается, указывая (красным цветом), что грузоподъемность исчерпана, Распорная втулка 8 при этом свободно перемещается на внутренних частях 18 и 19 силопередающих элементов, соответственно, 1 и 2.При уменьшении нагрузки,.взаимо" действие описанных деталей динамо- метра происходит в обратном порядке.Для поворота динамометра в удобное для наблюдателя положение он проворачивается на опорных подшипниках 10 и 12 с помощью связи 55. Если цепочка имеет тенденцию к провороту при нагружении, связь 55 может быть установлена предварительно, обеспечивая удобное положение, а 4 О цепочка проворачивается внутри на подшипниках 10 и 12. Этим обеспечиваются удобства в экслуатации. Дин амометр поз вол яет существен но расширить диапазон шкалы, расположить шкалу в удобное для наблюдателя положение, путем поворота корпуса со шкалой, улучшить наглядность процесса нагружения за счет увеличения шкалы.4Формула изобретения1. Динамометр, содержащий цилиндрический корпус, установленный соосно ему упругий элемент, выполненный в виде цилиндра с косыми щелями, расположенными по поясЪм, силопередающие элементы, связанные сторцами упругого элемента, и узелотсчета усилия, а т л .и ч а ю щ и ис я тем, что, с целью повышенияудобств в эксплуатации при измерениинатяжения тросов, каждый силопередающий элемент выполнен с осевымотверстием и зажимом для троса исвязан с упругим элементом черезОпОрный пОдшипник при этОм корпусжестко связан с упругим элементом всредней части2, Динамометр по и. 1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что узел отсчета выполнен в виде окна в корпусе,в котором размещена подвижная контрастная лента, связанная с однойстороны через пружины с корпусом, ас другой стороны с упругим элементом через нити привода, выполненного в виде группы блоков, которыерасположены на торцах и средней части упругого элемента, при этом вторые концы нитей привода закрепленына средней части упругого элемента.источники инФормации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 651211, кл. 6 01 Ь 504 от 22,12.76.2. Авторское свидетельство СССРМ 730070, кл. 6 01 Ь 1/04 от 18.10.79883 б 78 Ортутай едак Тираж 910 Подписно ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и .открытий 3035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5