Стенд для измерения силы тяги двигателя

Стенд относится к измерительной технике и предназначен для измерения силы тяги двигателей малой мощности, оснащенных воздушным винтом, например, используемых в спортивных кордовых аэромоделях. Стенд содержит динамоплатформу для крепления двигателя, шарнирно связанную со станиной, силопередающий узел и силоизмеритель. Динамоплатформа установлена на двух опорах, выполненных в виде консольных балок из упругих пластин. Опоры жестко закреплены одной стороной на станине. На противоположной стороне опоры имеют два выступающих элемента, на которых установлены шарниры малого сопротивления. Шарниры расположены между динамоплатформой и жестко связанными с ней боковыми планками с двумя проемами под выступающие элементы опор. Шарнир малого сопротивления включает в себя две симметрично- и соосно-расположенных в динамоплатформе и боковой планке детали, между которыми зажат выступающий элемент опоры. В зависимости от формы деталей, используемых в шарнире, последний может иметь различные конструктивные исполнения: с двумя шариками или с двумя усеченными конусами, контактирующими с кромками отверстия, выполненного в выступающем элементе опоры, либо с двумя конусами или с двумя призмами в случае отсутствия отверстия в выступающем элементе опоры. Для недопущения пластических деформаций при изгибе упругих пластин опор ход динамоплатформы в направлении действия измеряемой силы ограничен упорами, которые могут быть выполнены регулируемыми. Силопередающий узел также может быть выполнен регулируемым для настройки работы силоизмерителя. 7 з. п. ф-лы, 7 ил.

Полезная модель относится к измерительной технике, в частности к устройствам для измерения силы тяги двигателя.

Известен стенд для измерения силы тяги двигателя (а.с.SU №416578, G01L 1/08 «Стенд для измерения тяги двигателя», опубл.25.11.1974 г., Бюл.№7), содержащий балансирную платформу для крепления двигателя, установленную на шарнирных подвесках на опорной раме, силоприемную штангу и силоизмеритель.

Недостатком известного стенда является низкая точность при измерении силы тяги двигателей малой мощности из-за его громоздкости и возможность значительных боковых смещений при работе в плоскости перпендикулярной вектору измеряемой силы.

Известен стенд для измерения силы тяги двигателя, выбранный в качестве прототипа (а.с.SU №669233, G01L 5/13 «Стенд для измерения силы тяги двигателя», опубл.25.06.1979 г., Бюл.№23), содержащий динамоплатформу для крепления двигателя, шарнирно связанную со станиной, силопередающий узел и силоизмеритель.

Недостатком известного решения является то, что из-за наличия большого количества трущихся деталей и жесткого закрепления упругих шарниров мала чувствительность устройства при измерении силы тяги двигателей малой мощности, оснащенных воздушным винтом, например, используемых в спортивных кордовых аэромоделях.

Задачей настоящей полезной модели является повышение точности измерения силы тяги малой величины путем устранения указанного недостатка.

Технический результат при решении поставленной задачи достигается тем, что в стенде для измерения силы тяги двигателя, содержащем динамоплатформу для крепления двигателя, шарнирно связанную со станиной, силопередающий

узел и силоизмеритель, динамоплатформа установлена на двух опорах, выполненных в виде консольных балок из упругих пластин, жестко закрепленных одной стороной на станине и имеющих на противоположной стороне два выступающих элемента, на которых установлены шарниры малого сопротивления, расположенные между динамоплатформой и жестко связанными с ней боковыми планками с двумя проемами под выступающие элементы опор.

Для достижения еще большего эффекта повышения точности измерения за счет устранения силопередающих элементов роль силоизмерителя могут выполнять опоры в виде консольных балок из упругих пластин с наклеенными на них тензодатчиками.

Шарнир малого сопротивления может иметь различное конструктивное исполнение: либо из двух шариков, зажатых между углублениями динамоплатформы и боковой планки и контактирующих с обеими кромками отверстия, выполненного в выступающем элементе опоры, причем между шариками контакт отсутствует; либо из двух соосных усеченных конусов, закрепленных на динамоплатформе и боковой планке и контактирующих с обеими кромками отверстия, выполненного в выступающем элементе опоры, причем между усеченными конусами контакт отсутствует; либо из двух соосных конусов, закрепленных на динамоплатформе и боковой планке и сдавливающих с обеих сторон выступающий элемент опоры; либо из двух призм, закрепленных на динамоплатформе и боковой планке и сдавливающих с обеих сторон выступающий элемент опоры, причем рабочие ребра всех призм шарниров лежат в одной плоскости, параллельной станине.

Для ограничения хода динамоплатформы в направлении действия измеряемой силы с целью недопущения пластических деформаций при изгибе опор, выполненных в виде консольных балок из упругих пластин, на станине установлены упоры, которые могут быть выполнены регулируемыми.

Для точности настройки диапазона работы силоизмерителя силопередающий узел также может быть выполнен регулируемым.

На фиг.1 показана схема конструктивного выполнения стенда для измерения силы тяги двигателя с использованием силопередающего узла и силоизмерителя; на фиг.2 - схема стенда без силопередающего узла при выполнении роли силоизмерителя опорами в виде консольных балок из упругих пластин с наклеенными на них тензодатчиками; на фиг.3 - вид А фиг.1,2 соединения динамоплатформы с двумя выступающими элементами опор; на фиг.4 - разрез Б-Б фиг.3 конструкции шарнира малого сопротивления из двух шариков; на фиг.5 - разрез Б-Б фиг.3 конструкции шарнира малого сопротивления из двух соосных усеченных конусов; на фиг.6 - разрез Б-Б фиг.3 конструкции шарнира малого сопротивления из соосных конусов; на фиг.7 - разрез Б-Б фиг.3 конструкции шарнира малого сопротивления из двух призм.

Стенд для измерения силы тяги двигателя содержит динамоплатформу 1 для крепления двигателя 2, шарнирно связанную со станиной 3, силопередающий узел 4 в виде кронштейна, закрепленный на динамоплатформе 1, и силоизмеритель 5. Динамоплатформа 1 установлена на двух опорах 6, выполненных в виде консольных балок из упругих пластин, жестко закрепленных одной стороной на станине 3 и имеющих на противоположной стороне два выступающих элемента 7, на которых установлены шарниры 8 малого сопротивления. Шарниры 8 расположены между динамоплатформой 1 и жестко связанными с ней боковыми планками 9, имеющими по два проема 10 под выступающие элементы 7 опор 6. В случае без силоизмерителя 5, его роль выполняют опоры 6 в виде консольных балок из упругих пластин с наклеенными на них тензодатчиками 11, а силопередающий узел 4 в виде кронштейна отсутствует.Шарнир 8 малого сопротивления может иметь различное конструктивное исполнение. Первое исполнение представляет собой конструкцию из двух шариков 12, зажатых между углублениями 13 динамоплатформы 1 и боковой планки 9 и контактирующих с обеими кромками отверстия 14, выполненного в выступающем элементе 7 опоры 6, причем между шариками 12 контакт отсутствует. Второе возможное исполнение представляет собой конструкцию из двух соосных усеченных конусов 15, закрепленных

на динамоплатформе 1 и боковой планке 9 и контактирующих своей конической частью с обеими кромками отверстия 14, выполненного в выступающем элементе 7 опоры 6, причем между усеченными конусами 15 контакт отсутствует. Третье исполнение шарнира 8 представляет собой конструкцию из двух соосных конусов 16, закрепленных на динамоплатформе 1 и боковой планке 9 и сдавливающих с обеих сторон выступающий элемент 7 опоры 6. Четвертое возможное исполнение шарнира 8 представляет собой конструкцию из двух призм 17, закрепленных на динамоплатформе 1 и боковой планке 9 и сдавливающих с обеих сторон выступающий элемент 7 опоры 6, причем рабочие ребра всех призм 17 шарниров 8 лежат в одной плоскости, параллельной станине 3. Для ограничения хода динамоплатформы 1 в направлении действия измеряемой силы на станине 3 устанавливаются упоры 18. На силопередающем узле 4 и кронштейнах 19, взаимодействующих с упорами 18, могут быть выполнены регуляторы 20.

Стенд для измерения силы тяги двигателя работает следующим образом. Двигатель 2 устанавливают на динамоплатформе 1 так, чтобы действие вектора силы тяги было в направлении перпендикулярном упругой пластине опоры 6. После закрепления двигателя 2 и его запуска динамоплатформа 1 перемещается в направлении противоположном действию вектора силы тяги. Перемещение динамоплатформы 1 вызывает упругую деформацию изгиба упругих пластин опор 6, выполненных в виде консольных балок и жестко закрепленных одной стороной на станине 3. Для создания деформаций чистого изгиба на упругих пластинах опор 6 в местах их соединения с динамоплатформой 1 используются шарниры 8 малого сопротивления, в которых выступающие элементы 7 опор 6 расположены между двумя деталями одной из форм 12, 15, 16, 17, в зависимости от варианта исполнения. Вместе с динамоплатформой 1 перемещается закрепленный на ней силопередающий узел 4 в виде кронштейна, воздействуя, таким образом, на силоизмеритель 5, сигнал с которого регистрируется измерительным прибором. В случае без силоизмерителя 5, на упругие пластины опор 6 наклеены тензодатчики 11, включенные

в мостовую схему, где формируется сигнал, регистрируемый измерительным прибором. Упоры 18 ограничивают ход динамоплатформы 1 в направлении действия измеряемой силы во избежание непредвиденных пластических деформаций при изгибе упругих пластин опор 6. Для настройки диапазона возможных перемещений динамоплатформы 1 используются регуляторы 20, установленные на кронштейнах 19. Для создания начальной нагрузки на силоизмерителе 5 используется регулятор 20, установленный на силопередающем узле 4, а в случае без силоизмерителя 5, эту роль выполняет регулятор 20, установленный на правом кронштейне 19, расположенном по ходу действия измеряемой силы.

Использование шарниров малого сопротивления в местах соединения упругих пластин опор с динамоплатформой дает большую жесткость в направлениях, перпендикулярных действию силы тяги, и высокую чувствительность устройства в направлении ее действия, при этом приводит к устранению дополнительного искажения в деформировании упругих пластин опор и получению на них деформаций чистого изгиба, дающего линейность относительных деформаций упругих пластин, что, в случае исполнения с тензодатчиками, наклеенными на упругие пластины, позволяет также повысить точность измерения силы тяги малой величины.

1. Стенд для измерения силы тяги двигателя, содержащий динамоплатформу для крепления двигателя, шарнирно связанную со станиной, силопередающий узел и силоизмеритель, отличающийся тем, что динамоплатформа установлена на двух опорах, выполненных в виде консольных балок из упругих пластин, жестко закрепленных одной стороной на станине и имеющих на противоположной стороне два выступающих элемента, на которых установлены шарниры малого сопротивления, расположенные между динамоплатформой и жестко связанными с ней боковыми планками с двумя проемами под выступающие элементы опор.

2. Стенд по п.1, отличающийся тем, что роль силоизмерителя выполняют опоры в виде консольных балок из упругих пластин с наклеенными на них тензодатчиками.

3. Стенд по пп.1 и 2, отличающийся тем, что шарнир малого сопротивления представляет собой конструкцию из двух шариков, зажатых между углублениями динамоплатформы и боковой планки и контактирующих с обеими кромками отверстия, выполненного в выступающем элементе опоры, причем между шариками контакт отсутствует.

4. Стенд по пп.1 и 2, отличающийся тем, что шарнир малого сопротивления представляет собой конструкцию из двух соосных усеченных конусов, закрепленных на динамоплатформе и боковой планке и контактирующих с обеими кромками отверстия, выполненного в выступающем элементе опоры, причем между усеченными конусами контакт отсутствует.

5. Стенд по пп.1 и 2, отличающийся тем, что шарнир малого сопротивления представляет собой конструкцию из двух соосных конусов, закрепленных на динамоплатформе и боковой планке и сдавливающих с обеих сторон выступающий элемент опоры.

6. Стенд по пп.1 и 2, отличающийся тем, что шарнир малого сопротивления представляет собой конструкцию из двух призм, закрепленных на динамоплатформе и боковой планке и сдавливающих с обеих сторон выступающий элемент опоры, причем рабочие ребра всех призм шарниров лежат в одной плоскости, параллельной станине.

7. Стенд по пп.1-6, отличающийся тем, что на станине установлены упоры, ограничивающие ход динамоплатформы в направлении действия измеряемой силы.

8. Стенд по п.7, отличающийся тем, что силопередающий узел и упоры, ограничивающие ход динамоплатформы, выполнены регулируемыми.