Силоизмерительный узел упругой опоры

 

Изобретение от.носится к машиностроению , а именно к средствам измерения вибраций, и может быть использовано в устройствах активного гашения вибраций. Цель изобретения - повышение точности измерения. Это достигается за счет.снижения перекрестных связей мещ1у каналами измерения. В результате действия усилия на кольцевой пьезоэлемент 5 или кольцевые части пьезоэлемента на их электродах появляются заряды, знак которых определяется направлением деформации при поджатии, а величина - измеряемым усилием.Благодаря опорной втулке 9, неравножестким упругим элементам 6, 7, 8, прижимному фиксатору 10 снижаются перекрестные искажения выходных сигналов пьезоэлементов по трем взаимно перпендикулярным направлениям. Прижимной фиксатор 10 выполнен в виде кольца или четырех кольцевых частей. 1 з.п. ф-лы, 8 ил. с $ с/)

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„, 1425381

А1 (5ц 4 F 16 F 15/03

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4156524/25-28 (22) 08.10.86 (46) 23.09.88 ° Бюл. ¹ 35 (71) Институт машиноведения им. А.А.Благонравова (72) М.Д.Генкин и В.Г.Елезов (53) 621.567.2(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 643688, кл. F 16 F 15/03, 1977. °

Генкин M.Ä., Елезов В.Г., Яблонский B.Â. Методы управляемой виброзащиты машин. — М.: Наука, 1985, с.170. (54) СИЛОИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ УЗЕЛ УПРУГОЙ

ОПОРЫ (57) Изобретение относится к машиностроению, а именно к средствам измерения вибраций, и может быть использовано в устройствах активного гашения вибраций. Цель изобретения — повышение точности измерения.

Это достигается за счет снижения перекрестных связей между каналами измерения. В результате действия усилия на кольцевой пьезоэлемент 5 или кольцевые части пьезоэлемента на их электродах появляются заряды, знак которых определяется направлением деформации при поджатии, а величина — измеряемым усилием.Благодаря опорной втулке 9, неравножестким упругим элементам 6, 7, 8, прижимному фиксатору 10 снижаются перекрестные искажения выходных сигналов пьезоэлементов по трем взаимно перпендикулярным направлениям. Прижимной фиксатор 10 выполнен в виде кольца или четырех кольцевых частей, 1 з.п. ф-лы, 8 ил.

1425381

Изобретение относится к машиностроению, а именно к средствам измерения вибраций, и может быть использовано в устройствах активного гашения вибраций, Целью изобретения является повышение точности измерений эа счет снижения перекрестных связей между каналами измерения.

На фиг,1 изображена конструктивная схема силоизмерительного узла упругой опоры с кольцевым прижимным фиксатором и датчиками в виде кольцевых частейпьезоэлементов ° на

У, фиг.2 — сечение А-А на фиг.1 „на фиг .3 — схема силоизмерительного узла с прижимным фиксатором в виде кольцевых частей; на фиг.4 — сечение, Б-Б на фиг,3; на фиг.5 — схема силоизмерительного узла с кольцевым ! ! пьезоэлементом, включающим четыре электрода; на фиг.6 — сечение В-В на фиг.5; на фиг.7 — схема силоизмери, тельного узла с размещением неравно,жестких упругих элементов по обе стороны пьезоэлементов: на фиг.8 — сечение.Г-Г на фиг. 7.

Силоизмерительный узел упругой: опоры содержит полый разъемный корпус 1 с регулировочными прокладками

2, размещенные в нем по трем взаимно, перпендикулярным направлениям сило( измерительные датчики 3-5, неравно",жесткие упругие элементы 6-8, опорный элемент 9 в виде втулки с цент-! ральным резьбовым отверстием и при жимной фиксатор 10.

Один из силоизмерительных датчиков (например, датчик 5) выполнен в виде одного или двух кольцевых пьезоэлементов, установленных соосно опорной втулке 9 между ее торцами и внутренними торцовыми поверхностями частей корпуса 1. Другие силоизмерительные датчики (3, 4) выполнены в виде кольцевого пьезоэлемента, имеющего электроды 11 и 12, или в виде . четырех кольцевых частей пьезоэлемента, Электроды и кольцевые части равномерно расположены,по окружности вокруг втулки 8 с зазорами в окруж.ном направлении друг относительно друга.

Прижимной фиксатор 10 выполнен в виде кольца или четырех кольцевых частей 13. При выполнении прижимного фиксатора в виде кольца он имеет четыре уточненных участка 14 (с

55 меньшей жесткостью), расположенные напротив зазоров между эЛектродами или кольцевыми частями 3 и 4 пьезоэлементов, Части корпуса 1 стянуты болтами 15, Силоизмерительный узел упругой опоры (фиг ° 1 и 2) работает следующим образом.

Толщина регулировочных прокладок

2 выбирается так, чтобы при скреплении частей корпуса 1 путем завинчивания стяжных болтов 15 автоматически обеспечивалась фиксация и равномерное поджатие неравножестких упругих элементов 6-8 и силоизмерительных датчиков 3-5 по направлениям их поляризации. Необходимая степень поджатия кольцевого пьезоэлемента

5 при этом обеспечивается силами упругой деформации неравножестких упругих элементов 6 и 7, а поджатие силоизмерительных датчиков 3 и 4 происходит при завинчивании стяжных болтов, 15 потому, что взаимодействие конусных срезов частей корпуса 1 с конусными поверхностями кольцевого прижимного фиксатора 10 сопровождается деформацией его участков с пониженной жесткостью, благодаря чему происходит радиальное перемещение прижимного фиксатора 10. На опорную втулку 9 действует.пространственная сила, величина и направление которой определяются вибрационными процессами в системе виброизоляции. Благодаря тому, что между опорной втулкой 9 и силоизмерительными датчиками 3-5 установлены неравножесткие упругие элементы 6-8, жесткость которых по направлениям по ляризации силоиэмерительных датчиков по крайней мере в несколько раз превосходит их жесткость в перпендикулярных к осям поляризации на" правлениях, на каждый из силоизмерительных датчиков 3-5 со стороны опорной втулки 9 преимущественно действуют только те составляющие измеряемого усилия, которые совпадают а направлением рабочих осей (осей поляризации) силоизмерительных датчиков, т,е. происходит разделение пространственной силы по осям прямоугольной системы коодринат, В результате воздействия осевых составляющих измеряемого усилия на кольцевой пье" зоэлемент 5, а поперечныхсоставляюших на пары кольцевых частей 3 и 4

3 1425381 пьезоэлемента на их электродах появляются заряды, знак которых определяется направлением изменения их деформации, вызванной предварительным

5 поджатием, а величина зарядов пропорциональна величине соответствующих с.оставляющих измеряемого усилия. Благодаря наличию между опорной втулкой 9 и силоиэмерительными датчиками 3-5 неравножестких упругих элементов 6-8 величина перекрестных искажений между выходными сигналами по трем взаимно перпендикулярным направлениям снижается. Кольцевые части пьезоэлемента в каждой паре соединяются последовательно, причем, если замыкаются внутрении электроды, то внешние являются выходными электродами силоизмерительных датчиков и подключаются к входам усилителя заряда или напряжения, если замыкаются между собой внешние электроды, то выходными являются внутренние электроды кольцевых частей пьезоэлемента °

В силоизмерительном узле (на фиг.3 и 4) прижимной фиксатор 10 выполнен в виде четырех кольцевых частей, а силоизмерительные датчики

3 и 4 поперечных составляющих измеряемого усилия выполнены в виде двух пар кольцевых частей пьезоэлемента, расположенных по двум взаимно перпендикулярным радиальным направлениям. Неравножесткий упругий эле мент 8, как и в конструкции силоизмерительного узла, изображенной на фиг.1 и 2, обеспечивает равномеро ность давления поджатия датчиков 3 и 4 со стороны прижимного фиксатора

10, Отличие конструктивной схемы силоизмерительного узла упругой опоры, изображенной на фиг.5 и 6, состоит в том, .что в качестве силоизмерительных датчиков 3 и 4 используется кольцевой пьезоэлемент с че" тырьмя зазорами между электродами

11 и 12.

Особенностью конструкций силоизмерительного узла, изображенных на фиг.5-8, является установка пьезоэлементов силоиэмерительных датчиков 3-5 между вдумя неравножесткими упругими элементами, что увеличивает его надежность при использовании в тяжело нагруженйьгх упругих опорах.

Применение в качестве опорного элемента силоизмерительного узла

55 втулки с центральным реэьбовым отверстием, а в качестве илоизмерительных датчиков — составляющих входной силы кольцевого пьезоэлемента или четырех кольцевых частей пьезоэлемента с радиальной поляризацией (или поляризацией по двум взаимно перпендикулярным диаметрам) позволяет выполнить силоизмерительный узел в малых габаритах при одновременном увеличении точности измерения трех взаимно перпендикулярных составляющих силы, действующей на опорную втулку.

Формула изобретения

1. Силоизмерительный узел упругой опоры, содержащий полый разьемный корпус, размещенные в нем по трем взаимно перпендикулярным направлениям силоизмерительные датчики, взаимодействующие с ними неравножесткие упругие элементы и опорный элемент, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, он снабжен размещенными между частями корпуса регулировочными прокладками и прижимным фиксатором, выполненным в виде кольца или четырех кольцевых частей для взаимодействия внутренней цилиндрической поверхностью непосредственно или через неравножесткие упругие элементы с силоизмерительными датчиками, а внешняя поверхность образована двумя конусами для контакта с внутренней поверхностью корпуса,,опорный элемент выполнен в виде втулки с центральным резьбовым отверстием, один из силоизмерительных датчиков выполнен в виде одного или двух кольцевых пьезоэлементов, установленных соосно с опорной втулкой между ее торцами и внутренними торцовыми поверхностями частей корпуса, а другие силоизмерительиые датчики выполнены, в виде кольцевого пьезоэлемента, включающего четыре электрода, или в виде четырех кольцевых частей пьезоэлемента, равномерно расположенных по окружности вокруг втулки с зазорами в окружном направлении одна от-! носительно другой.

2. Узел по п.1, о т л и ч а ю— шийся тем, что при выполнении прижимного фиксатора в виде кольца он имеет четыре утоненных участка, расположенных против зазоров.

1425381

1425381

Б- b фиг4

1425381

1425381

/-/

Составитель А.Андреев

Редактор О.Головач Техред А.Кравчук Корректор С.Черни

Тираж 784 Подписное

ВПИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1!3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 4753/32

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная. 4