Устройство для измерения сил и моментов на вращающемся роторе

(11) 54I448

Союа Советских

Соаиалиотичвски»

Реолублии

К ПАТЕНТУ (61) Дополнительный к патенту (22) Заявлено 18.01.72 (21) 1739455))11 (23) Приоритет — (32) 28.01.71 (31) Р 2104003.9 (33) ФРГ

Опубликовано 30.12.76, Бюллетень № 48

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретении и открытий (53) УДК 629113.001 (088.8) Дата опубликования описания 14.01.77 (72) Автор изобретения и (71) заявитель

Иностранец

Манфред Герресхайм (ФРГ) (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СИ11

И МОМЕНТОВ НА ВРАЩА1ОЩЕМСЯ POTOPL.

Кроме того, известное устройство приспособлено для измерения сил и момен1ов только на неприводиом колесе.

Цель изобретения — упрощение обработки экспериментальных данных и возможность испытания приводного колеса.

Это достигается тем, что внутренний корпус анализатора радиальных усилий выполнен с центральной полостью, в которой установлены опоры колеса, ряды деформациониых стержней укаэанного анализатора размещены симметрично средней плоскости колеса, а деформационные стержни анализатора осевых усилий расположены между наружным корпусом .анализатора радиальных усилий и рамой транспортного средства. И анализаторе радиальных усилий деформациоиные стержни каждого ряда расположены по сторонам квадрата, плоскость которого перпендикулярна оси колеса. Тензометрические датчики установлены преимущественно в середине каждого деформациониого стержня.

На фиг. 1 — схематически изображено предлагаемое устройство, продольный разрез; на фиг. 2--то же, вид сбоку; на фиг. 3— вариант устройства, вид сбоку; на фиг. 4-— расположение сил и моментов, действующих на таииое измерительное устройство, Изобретение относится к устройствам, позволяющим осуществлять контроль за изменением сил Il моментов на вращающемся роторе, в частности на автомобильном колесе, установленном на испытательном стенде или иа колесной оси транспортного средства.

Известно устройство для измерения сил и моментов на вращающемся роторе, в част)тости на автомобильном колесе, содержащее опоры колеса, установленные на раме транспортного средства при помощи анализатора радиальных усилий, имеющего наружный корпус и внутренний корпус, соединенный с наружным двумя рядами деформациоиных стержней, перпендикулярных оси колеса, и анализатора осевых усилий с деформациоиными стержнями, параллельными оси колеса, теизометрические датчики, прикрепленные к деформационным стержням, и систему дистанционного измерения показаний тензо- 2р метрических датчиков.

Однако в известном ycrpuiict ttc деформациоииые стержни анализатора радиальных усилий подвергаются не только растяжению (сжатию), но и изгибу. Это делает невоз- 25 можным непосредственное определение враlIlIIþtIIåãî момента и моме)гга бокового увода и требует выделения составляющих сил изгиба,,что влияет на точность вычи .ленных показателей. Л (51) М. Кл. О 011 5/!6

G 01М 17/1к) 541Д8

60 б5

Устройство для измерения сил и моментов на кЬлесе транспортного средства (вращающемся роторе) состоит из опор 1 колесной осн 2, ко!орые усгановлены на раме 3 транспортного средства ири помощи анализаторов радиальных и осевых усилий. Лнализатор радиальных усилий из наружного 4 и внутреннего ь корпусов, которые между собой соедииены двумя рядами деформационных стержнеи b, расположенными по четыре в каждом ряду крестооьразно и перпендикулярно колеснои оси (см. фиг. 4). На наружных поверхноогях стержней Ь,- преимущественно н середине, установлены тензометрические датчики !на чертеже не показаны), посылающие сигналы о6 усилиях, действующих вдоль стержней б, в систему измерения (на чертеже не показана). Для удобства монтажа внутренний b и наружныи 4 корпуса аналиJd! îðs радиальных усилий состоят из отдельных половин, которые соЬраны между соЬой ирн помощи стяжных болтов и центрирующих втулок 8. Опоры 1 колесной оси 2, установлешгые в центральной полости 9 корпуса b, расположены симметрично среднеи плоскости колеса 101 которая размещена между двумя рядами деформационных стержней b, на равных рассто!!!!иях от них. ж и,!!!гза гор оссных усилий состоит из четырех деформацио!шых стержней ll, которые нрикрш!лены одними своими концами к корпусу ч, а другими — к фланцу 12, который посредством болтон (на чертеже не показаны), проходящих через отверстия 13, соединен с рамой 3 транспортного средства. Цеформационные стержни 11 расположены симметрично и параллельно оси 2.

Другой вариант исполнения анализатора радиальных усилий показан на фиг, 3. Как видно из че1гтежа, наружный 14 корпус соедггиси с ш!утренним lb при помощи двух рядов деформационных стержней 16, В каждом риду имеется четыре стержня, которые расиологкепы !10 сторонам квадрата, плоскость когорого перпендикулярна колесной оси 2, l1одоопое расположе!ше деформационных с сржпей позволяет иметь их повышенную длщ!у, а следовательно, большую силу сиггила тензометрических датчиков, установленных на них.

Все деформационные стержни (б, 11 и lб) имеют одинаковые формы и размеры, чем обес!!ечинается их одинаковая эластичность.

Ко1гпуса анализатора радиальных усилий и фланец 12 выполнены с большой жесткостью, поэтому деформация от сил и моментов, действующих иа колеса, проявляегся исключительно па дсформационных телах. Все устр!>йс!во ньп!олнено так, чтобы его можно было устанавливать в пустое пространство обода колеса 10 к различным моделям автомобилей, а также для испытаний колес на стендах. Им можно воспользоваться для определения сил и моментов, действующих на любой вращающийся ротор, 5

4

Для измерения сил и моментов, действующих на колесо транспортного средства, данное устройство необходимо смонтировать на раме п!ри помощи фланца 12 с отверстиями

13 и укрепить на нем колесо 10. 11ри движе нии транспортного средства опорная пло. щадка колеса 10 воспринимает со стороны опорной поверхности грунта вертикальные, окружные и Ьоковые силы, которые в виде реакций фиксируются тензометричЕскими датчиками, укрепленными на деформационных стержнях, и передаются в систему дистанционного измерения и записи их показаний. 1 аким же путем фиксируются крутящие моменты, действующие на колесо.

Схема расположения сил и реакций, фиксируемых тензометрическими датчиками, показана на фиг. 4, где для упрощения понимания опущены все детали устройства, кроме деформационных стержней. 11а приведенной схеме введены следующие обозначения: Ь вЂ” боковая сила, действующая вдоль оси колеса; U — окружная сила; P — вертикальная сила; Мн — момент, вызванный нецентричностью сил S и Р; A1s — момент бокового наклона, вызванный наличием и нецентричносгью Р; S<...S< — осевые реакцш!, зафиксированные тензодатчиками анализатора осевых усилий; V!... V< — ус!и!!гя, зафиксированные тензодатчиками первого ряда деформациош!ых стержней; V!,= 1 !+ V ; V = VJ+

+ V, Н!... Н вЂ” усилия, зафиксированные тензодатчиками второго ряда деформационных стержней; Нь=Н!+Н2, Н,=H„+F1 .

Применение данного изобретения позволяет с большой простотой, надежностью и точностью измерять усилия и моменты, действующие на приводные и непринодные колеса транспортного средства но время движения пли прн их испыташ!ях на испытательном стенде. Оно может быть использовано для испытания любых вращающихся роторов.

Формула изобретения

Устройство длf! I!Змерен!!я сJ!л и ыомег!тон па вращающемся роторе, преимущественно

»и автомобильном колесе, содержащее опоры колеса, установленные на раме транспортного средстна при помощи анализатора радиальных усилий, имеющего наружный корпус и внутренний корпус, соединенный с наружным двумя рядами деформационных стержней, перпендикулярных оси колеса, и анализатора осевых усилий с деформациониыми стержнями, параллельными оси колеса, тензометрическис датчики, прикрепленные к деформационным стержням, и систему дистанционного измерения показаний тензометрических датчиков, отличающееся тем, что, с целью упрощения обработки экспериментельных данных и возможности испытаний приводного колеса, внутренний корпус анализатора радиальных усилий выполнен с центральной полостью, в которой установле 541448

6 ны опоры колеса, ряды деформационных стержней указанного анализатора размещены симметрично средней плоскости колеса, а деформационные стержни анализатора осевых усилий расположены между наружным корпусом анализатора радиальных усилий и рамой транспортного средства.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в анализаторе радиальных усилий деформационные стержни каждого ряда расположены по,сторонам квадрата, плоскос гь которого перпендикулярна оси колеса.

3. Устройство IIO IIII. 1 H 2, о TJI н ча loщ е е с я тем, что тензометрические датчики установлены преимущественно в середине каждого деформацHQHHODQ стержня.

Фиг. 3

Фиг. 4

Составитель Д. Аитер

Техред А. Камышиикова

Редактор Е, Дайч

Корректор Н. мук

Подписное

Типография, пр. Сапунова, 2 Т1ПП,Патент Зяк. (568

Заказ 2892/!7 Изд. № !904 Тираж !029

Ц!!ИИ!1И Государственного комитета Совета Мипис1!гов (но делам изобретений и открытий! l3035, Москва, jK-35, Раушская наб., д. 4/5