Маятниковое силоизмерительное устройство

ОПИСАЛИ"

ИЗОБРЕТЕНИЯ п11 462356

Союз Советских

Социалистических

Реслублик

К ПАТЕНТУ (61) Зависимый от патента (51) М. Кл. 6 Oll 1/08 (22) Заявлено 05.05.72 (21) 1783279/18-10 (32) Приоритет (31) (33) BHP

Государственный комитет

Совета Министров СССР

Опубликовано 28.02.75. Бюллетень № 8 (53) УД К 531,78 1 (088.8) ле делам изобретений и открытий

Дата опубликования описания 16.07.75 (72) Авторы изобретения

Иностранцы

Пал Терек и Ласло Есенски (BHP) Иностранное предприятие

«Иродагепипари Еш Финоммеханикаи Валлалат> (BHP) (71) Заявитель (54) МАЯТНИКОВОЕ СИЛОИЗМЕРИТЕЛЬНОЕ УCTPOHCTBO

Изобретение относится к силоизмерительной технике и используется в производственных и лабораторных условиях для испытаний материалов, Известные маятниковые силоизмерительные устройства, содержащие маятник, связанный с индикаторным устройством, и механизм передачи силы, характеризуются ограниченным диапазоном измерения.

Предлагаемое маятниковое силоизмерительное устройство снабжено двумя кинематически связанными криволинейными элементами с профилями, обеспечивающими логарифмическую зависимость между измеряемой силой и амплитудой качания маятника, один из которых жестко связан с маятником, а другой с воспринимающим элементом механизма передачи силы.

На фиг. 1 показано маятниковое силоизмерительное устройство с механизмом передачи силы, направленной навстречу силе тяжести; на фиг. 2 — то же, с механизмом передачи силы, параллельно направлению силы тяжести.

С воспринимающим элементом механизма 1 передачи силы жестко связан криволинейный элемент 2. Криволинейный элемент 3 жестко соединен с маятником 4, вращающимся вокруг оси 5. На его нижнем конце укреплена масса

6. Маятнцк 1 связан с индикаторным устройством 7. Длина плеча рычага, передающего силу, непрерывно изменяется в процессе измерения в функции измеряемой силы. Чтобы сохранять неизменной линию действия силы, ее передача осуществляется за счет перемещающихся по поверхности друг друга без скольжения криволинейных элементов 2 и 3, имеющих соответствующие один другому про10 фили. Перемещение без скольжения является принципиальным условием, поскольку из-за силы трения, возникающей при перемещении, сопровождающемся проскальзыванием, понижаются чувствительность и точность устрой15 ства.

Перемещение криволинейных элементов по поверхности друг друга без скольжения может быть обеспечено лишь в том случае, если

20 тангенциальные составляющие скоростей этих элементов в точке контакта постоянно равны.

TaK KBK благодаря постоянному контакту Нормальные компоненты скоростей элементов всегда равны, то сформулированное выше ус25 ловие по существу означает постоянное равенство друг другу направлений и величин скоростей элементов. Это условие перемещения без трения должно выполняться вдоль прямой

P — P, проходящей через ось 5 крепления

462356

b IgP а P с —. are sin — IgP, К а (2) маятника и перпендикулярной к направлению движения криволинейного элемента.

Условие скольжения без трения требует того, чтобы геометрическим местом точек соприкосновения криволинейных элементов являлась прямая P — P .

Вторым условием перемещения без скольжения является равенство в каждый. данный момент времени длин дуг, вдоль которых сответствующие точки криволинейных элементов уже переместились по поверхности друг друга.

На основании приведенных выше условий, а также, исходя из заданного вида функции индикаторное отклонение — сила, получают уравнение для профиля криволинейных элементов.

В качестве вида зависимости индикаторное отклонение — сила выбрана логарифмическая зависимость, так как при этом с одной стороны относительная ошибка на шкале индикаторного устройства 7 на всей ее длине соответствует одинаковым дуговым отрезкам, а с другой — при использовании круглого циферблата с нанесенными по дуге делениями может быть получена шкала меньших размеров, благодаря чему обеспечивается возможность нескольких оборотов стрелки вокруг шкалы. При нескольких оборотах стрелки значения, считанные на основной шкале, должны домножаться на коэффициент q", где q — основание выбранной системы логарифмов, а и число оборотов стрелки. В случае использования логарифмов с основанием 10 при умножении получается удобный для практики десятичный ряд чисел 1, 10 и т. д.

Заданная характеристика индикаторное отклонение — сила имеет вид

S — К цР, где К вЂ” константа.

В этом случае профиль криволинейного элемента 3 в полярной системе координат r, <р, начало которой лежит в точке 5 крепления маятника, а ось перпендикулярна к стержню маятника 4, определяется из системы уравнений функций, в которой сила P является параметром, с учетом условий равновесия маятника. где г, cp — координаты текущей точки соприкосновения элементов;

G — вес массы 6 маятника;

b — длина оси маятника 4;

5 а — длина индикаторного плеча;

Р— измеряемая сила.

Зная вид функции для профиля криволинейного элемента 3 и условия для перемещения без скольжения, можно определить вид функции для профиля криволинейного элемента 2. Система уравнений в прямоугольной системе координат, оси которой проходят через точку 5 крепления маятника и параллельно или перпендикулярно к направлению движения криволинейного элемента 2 с измеряемой силой, взятой в качестве параметра, имеет вид (4) U=-i =GbC

I

V = GbC, 1"Р УР, Р 1 1 — C> in>P

20 (5) где

К

С = — — константа. а

С помощью уравнений (2), (3) и (4), (5) соответствующие точки криволинейных элементов

З0 2 и 3 могут быть определены для каждого значения измеряемой силы, в соответствии с чем и изготавливаются эти элементы.

Таким образом, за счет выполнения профиля криволинейных элементов так, что обеспеЗ5 чивается логарифмическая зависимость между измеряемой силы и амплитудой отклонения маятника происходит расширение измерительного диапазона устройства.

Предмет изобретения

Маятниковое силоизмерительное устройство, содержащее маятник, связанный с индикаторным устройством, и механизм передачи

45 силы, отличающийся тем, что, с целью расширения измерительного диапазона, оно снабжено двумя кинематически связанными криволинейными элементами с профилями, обеспечивающими логарифмическую зависи50 мость между измеряемой силой и амплитудой качания маятника, один из которых жестко связан с маятником, а другой — с воспринимающим элементом механизма передачи силы.

462356

4оые 7

Фиг. 2.

Составитель А. Новиков

Техред М. Семенов

Редактор T. Рыбалова

Корректор В. Брыксина

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 1383 2 Изд. № 1315 Тираж 902 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, 5К-35, Раушская наб., и. 4i5