Устройство для измерения боковой силы на опорном катке

 

Изобретение относится к области испытаний и исследований транспортных средств при исследовании криволинейного движения гусеничной машины . Цель изобретения - повышение точности измерения. Устройство содержит измерительный преобразователь силы 1, блок 2 определения силы трения, ступицу 3, цапфу 4, сумматор 5 и регистрирукиций прибор 6. Измерительный преобразователь силы 1 вьшолнен в виде силоизмерительного элемента в форме диска с наклеенными на нем тензорезисторами. Корпус жестко соединен со ступицей 3 катка, которая связана с цапфой 4 посредством радиальных роликовых подшипников 9 и 10 и крышкой. Выход блока 25 дифференцирования соединен с входом второго блока 27 дифференцирования и через масштабный блок 28 - с вторым -входом сумматора 26. Выход второго блока 27 через второй масштабный блок 29 соединен с третьим входом сумматора 26, выход которого подключен к регистрируннцему прибору (Л |С со со 4 00

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

09) (11) (51)4 С 01 М 17/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР Згч ОНИИ - -;ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

;13 13;

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3793978/27-11 (22) 24.09.84 (46) 23.03.86. Бюл. М - 11 (72) В.М.Антонов, А.Ф.Денисов, В.В.Кудрявцев и В.И.Разжигаев (53) 629.113.001.45(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 430300, кл. G 01 М 17/00, 1972. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЕОКОВОЙ СИЛЫ НА ОПОРНОМ КАТКЕ (57) Изобретение относится к области испытаний и исследований транспортных средств при исследовании криволинейного движения гусеничной машины. Цель изобретения — повышение точности измерения. Устройство содержит измерительный преобразователь силы 1, блок 2 определения силы трения, ступицу 3, цапфу 4, сумматор 5 и регистрирующий прибор 6.

Измерительный преобразователь силы

1 выполнен в виде силоиэмерительного элемента в форме диска с наклеенными на нем тенэореэисторами. Корпус жестко соединен со ступицей 3 катка, которая связана с цапфой 4 посредством радиальных роликовых подшипников 9 и 10 и крышкой. Выход блока

25 дифференцирования соединен с входом второго блока 27 дифференцирования и через масштабный блок 28 — с вторым .входом сумматора 26. Выход второго блока 27 через второй .масштабный блок 29 соединен с третьим входом сумматора 26, выход которого подключен к регистрирующему прибору

6 и через третий масштабный блок

30 — к первому входу сумматора 5, выход которого соединен с регистрирующим прибором 6. При действии на каток боковой силы ступица 3 пере1219943 мещается в осевом направлении вдоль цапфы 4. При этом боковая сила уран новешивается силой реакции цапфы 4 и силой трения, возникающей в подшипниках 9 и 10. 1 з.п.ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области испытаний и исследований транспортных средств.и может применяться, например, при исследовании криволинейного движения гусеничной машины. 5

Цель изобретения — повышение точности измерения.

На фиг.1 представлена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг.2 — установка измерительного 14 преобразователя силы в каток; на фиг.3 — измерительный преобразователь вертикальных перемещений катка.

Устройство содержит измерительный преобразователь силы 1, блок 2 определения силы трения, ступицу 3, цапфу 4, сумматор 5 и регистрирующий прибор 6. Измерительный преобразователь 1 силы выполнен в виде силоизмерительного элемента 7 в форме диска щ с наклеенными на нем тензорезистора- . ми 8. Силоизмерительный элемент 7 жестко соединен с цапфой 4 посредством радиальных роликовых подшипников 9 и 10 и втулки 11, затяжка кото- р рых на цапфе 4 в осевом направлении осуществляется гайкой 12.

На хвостовике силоизмерительного элемента 7 установлен радиальный шариковый подшипник 13, затяжка кото- зо рого осуществляется посредством гайки 14 и крышки 15. Корпус 16 жестко соединен со ступицей 3 катка, которая связана с цапфой 4 посредством радиальных роликовых подшипников 9 и 10 и крышки 15, которая через радиальный шариковый подшипник 17 связана с корпусом 18, на котором жестко установлена труба 19, через которую пропущены провода от тензорезисторов

8. Труба 19 соединена с измерительным преобразователем 20 вертикальных .перемещений катка посредством рычага

21, соединенного шарнирно с трубой

19 и вращающегося вокруг неподвижной опоры 22. С рычагом 21 соединен посредством гибкого поводка 23 датчик 24 вертикальных перемещений катка, выход .которого соединен с входом первого блока 25 дифференцирования и с первым входом дополнительного сумматора 26. Выход блока 25 дифференцирования соединен с входом второго блока 27 дифференцирования и через масштабный блок 28 — с вторым входом сумматора 26. Выход второго блока 27 дифференцирования через второй масштабный блок 29 соединен с третьим входом сумматора 26, выход которого подключен к регистрирующему прибору 6 и через третий масштабный блок 30 — к первому входу сумматора 5, выход которого соединен с регистрирующим прибором 6.

Устройство работает следующим образом.

При действии на каток боковой силы ступица 3 перемещается в осевом направлении вдоль цапфы 4. При этом боковая сила уравновешивается силой реакции цапфы 4 и силой трения, возникающей в подшипниках 9 и 10.

Fg < R т где R - сила реакции цапфы;

F - сила трения в подшипниках.

Сила реакции цапфы 4 передается через силоизмерительный элемент 7, упорный подшипник 13 и корпус 16 на ступицу 3 катка. Деформация силоиэмерительного элемента 7 приводит к растяжению или сжатию тензорезисторов 8 и появлению сигнала, пропорционального силе реакции.

Сила трения в подшипниках 9 и 10 1 зависит от вертикальной нагрузки на катке

Р = P ° f где P — - вертикальная нагрузка;

f — коэффициент трения.

Вертикальная нагрузка определяется иэ следующего выражения:

P =с-х +mx+Öõ где х — вертикальное перемещение катка; с — коэффициент жесткости упру,гой подвески;

m — неподрессоренная масса; — коэффициент сопротивления амортизатора.

Вертикальное перемещение катка через трубу 19 передается рычагу 21, который поворачивается вокруг опоры

22 и посредством поводка 23 вращает валик датчика 24, с выхода которого снимается сигнал, пропорциональный вертикальному перемещению катка.

Сигнал с датчика 24 дифференцируется по времени в блоках 25 и 2? и, снятый с выхода каждого блока, масштабируется с необходимыми для дальнейшей обработки коэффициентами в блоках 28 и 29. Таким образом, на входы сумматора 26 поступают сигналы, соответствующие каждой из трех составляющих вертикальной нагрузки на катке, а с выхода снимается сигнал, пропорциональный вертикальной нагрузке. После масштабирования в блоке 30 получается сигнал, пропорциональный силе трения в подшипниках 9 и 10, который, складываясь с сигналом, пропорциональным силе реакции цапфы 4 в сумматоре 5, соответствует боково.". силе на катке.

Регистрирование результатов осуществляется в приборе 6 путем записи сигналов боковой и вертикальной силы, действующих на каток.

1219943 4

Формула изобретения

1. Устройство для измерения боковой силы на опорном катке, содержащее ступицу опорного катка, связанную через подшипники с цапфой с воэможностью перемещения вдоль цапфы, измерительный,преобразователь силы, выполненный в виде диска с наклеен-!

О ными на него тензорезисторами, и регистрирующий прибор, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, устройство снабжено сумматором и блоком определения силы трения, причем блок определения силы трения содержит измерительный преобразователь вертикальных перемещений опорного, катка, связанный с цапфой, два блока дифференцирования, три масштабных блока и дополнительный сумматор, при этом выход измерительного преобразователя вертикальных перемещений соединен с первым входом дополнительного сумматора и с входом первого блока дифференцирования, выход которого через первый масштабный блок соединен с вторым входом дополнительного суммагора и с входом второго блока дифференцирования, выход которого через второй масштабный блок соединен с третьим входом дополнительного сумматора, выход которого через тре. тий масштабный блок соединен с сумматором, второй вход которого соеди35 нен с измерительным преобразователем силы, а:выход — с регистрирующим прибором.

2. Устройство по п.1, о т л и ч а46 р щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных воэможностей, выход дополнительного сумматора блока определения силы трения соединен с регистрирукшщм прибором.

1219943

РО

Фиг.2

22 фИЗ.

Составитель В.Дементьев

Редактор Т.Кугрышева Техред .И.Верес Корректор Л.Пилипенко

Подписное

Заказ 1316/51 Тираж 778

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва,. Ж-35, Рау пская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðîä, ул.Проектная, 4