Устройство для калибровки динамометров

 

Изобретение относится к области измерительной техники и касается создания средств калибровки динамометров. Устройство включает основание с закрепленным на нем нагружателем, винтовой механизм предварительного нагружения, нагреватель, источник питания, а также образцовый и калибруемый динамометры. Нагружатель выполнен в виде цилиндра, на торец которого опирается коромысло, шарнирно соединенное со стойкой, закрепленной на основании. Калибруемый и образцовый динамометры соединены последовательно через шарниры. Нагреватель размещен на цилиндре нагружателя и соединен с источником питания. Изобретение позволяет расширить диапазон задаваемых на калибруемый динамометр нагрузок и упростить систему нагружения. 2 ил.

Изобретение относится к области измерительной техники и касается создания средств калибровки динамометров.

В настоящее время существует несколько способов калибровки динамометров, использующих схему: нагружатель - образцовый динамометр - калибруемый динамометр (а.с. 504953, a.c. 735942 и другие).

Наиболее близким к предлагаемому является техническое решение, защищенное патентом РФ 2135972, принятое в качестве прототипа. В известном способе нагружение динамометров осуществляют с помощью канатной ручной лебедки, фиксируя выходные сигналы динамометров на регистраторе. Известно устройство по патенту РФ 2135972, которое содержит силовую раму, закрепленную на силовом фундаменте, установленный на силовой раме на высоте оси калибруемого динамометра силовой механизм, соединенный силопередающей тягой, в которую встроен образцовый преобразователь силы, с калибруемым динамометром - прототип.

Недостатком известных способа и устройства является ограниченность диапазона задаваемых на динамометры нагрузок и конструктивная сложность системы силового нагружения.

Задачей предлагаемого изобретения является упрощение системы силового нагружения и расширение диапазона задаваемых на калибруемый динамометр нагрузок.

Для этого в предлагаемом способе, заключающемся в том, что к калибруемому динамометру прикладывают усилие, величину которого контролируют с помощью образцового динамометра, усилие создают за счет теплового расширения нагружателя в результате его нагрева.

В устройстве для осуществления предлагаемого способа, включающем основание, силовой привод и образцовый динамометр, силовой привод выполнен в виде цилиндра, один из торцов которого закреплен на основании, а на другой опирается коромысло, шарнирно соединенное со стойкой, прикрепленной к основанию. Калибруемый и образцовый динамометры соединены последовательно через шарниры между собой и, в случае растягивающей нагрузки, с коромыслом. Для задания предварительного нагружения устройство снабжено двумя винтовыми механизмами.

Создание усилия на динамометры за счет напряжения, вызванного тепловым расширением цилиндра нагружателя, позволяет значительно упростить систему нагружения и увеличить ее надежность по сравнению с известными техническими решениями и, кроме того, расширить диапазон задаваемых нагрузок от единиц Н до десятков кН и более.

В результате нагревания цилиндра нагружателя в нем возникают большие механические напряжения, которые определяются выражением: р=Et, где - коэффициент линейного расширения материала цилиндра нагружателя, Е - модуль упругости материала, t - приращение температуры.

Для стали, например, =110^-5 1/град; Е=210¹¹ Н/м² откуда при повышении температуры цилиндра на 1^oС, цилиндр создаст напряжение р=110^-5210¹¹=210⁶ Н/м²=20 атм.

Если диаметр цилиндра, равен d=0,1 м, то S=0,008 м² и усилие при увеличении температуры на 1^oС F=рS=210⁶0,008=1610³ Н.

Величина напряжения легко может быть изменена за счет повышения (понижения) температуры нагружателя или его размеров.

Сущность изобретения поясняется фиг. 1, 2, на которых изображена схема устройства, реализующего предложенный способ.

На основании 1 закреплен цилиндр нагружателя 2, калибруемый динамометр 3, стойка 4 и установлен источник электропитания 5, который соединен проводниками с нагревателем 6. Нагреватель 6 размещен на цилиндре нагружателя 2 и закрыт теплоизолирующим чехлом 7. Стойка 4 с помощью шарнира 8 соединена с коромыслом 9, которое опирается на цилиндр нагружателя 2. К оси динамометра 3 шарниром 10 присоединена ось образцового динамометра 11, который в свою очередь через шарнир 12 соединен с коромыслом 9. На резьбовой хвостовик 13 накручена регулировочная гайка 14. Динамометры 3, 11 могут крепится также с другой стороны стойки 4. При этом зазор между динамометрами выбирается с помощью винта 15.

Способ калибровки динамометров осуществляют следующим образом. Для задания растягивающей нагрузки собирают устройство согласно схеме на фиг. 1a. C помощью винтового механизма 13, 14 выбирают лифт в соединениях динамометров 3, 11 и коромысла 9, соединяют проводниками выходы динамометров 3, 11 с регистратором, а нагреватель 6 - с источником электропитания. Включают нагреватель 6 и последовательно фиксируют показания образцового 11 и калибруемого 3 динамометров в пределах заданного диапазона растягивающих нагрузок. Затем выключают нагреватель 5 и фиксируют показания динамометров при снижении нагрузки. Для задания силы сжатия динамометры устанавливают с другой стороны стоики 4, как показано на фиг. 2, винтом 15 создают предварительный натяг и повторяют вышеописанные операции.

Формула изобретения

Устройство для калибровки динамометров, включающее основание, на котором закреплен нагружатель, образцовый и калибруемый динамометры, отличающееся тем, что нагружатель выполнен в виде цилиндра, один из торцов которого закреплен на основании, а на второй торец опирается коромысло, шарнирно соединенное со стойкой, прикрепленной к основанию, причем калибруемый и образцовый динамометры соединены последовательно между собой через шарниры, при этом устройство снабжено винтовыми механизмами предварительного нагружения динамометров, а на цилиндре нагружателя размещен нагреватель, соединенный с источником электропитания и закрытый чехлом из теплоизолирующего материала.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2