Устройство для измерения упора на валу судна

(ii) 546795

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 15.06.73 (21) 1930201/10 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 15.02.77. Бюллетень М 6

Дата опубликования описания 30.03.77 (51) М. Кл. G 011. 1/22

Государственный комитет

Совета Министров СССР (53) УДК 531.781(088.8) по делам изобретений н открытий (72) Авторы изобретения

Ф. Л. Смотрицкий и В. Л. Чирии (71) Заявитель (54) УСТРОИСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УПОРА HA ВАЛУ СУДНА

Изобретение относится к области силоизмерительной техники и может быть использовано на различных судах для измерения аксиальных усилий (упоров) на судовых валах.

Известны устройства для измерения осевых усилий на валах, в которых активные тензорезисторы наклеивают вдоль оси вала, а компенсационные — поперек вала.

Известны также устройства для измерения осевых усилий на валу, содержащие тензорезисторы, установленные на валу и включенные в противоположные плечи измерительного моста, в два других плеча которого включены резисторы.

Известные устройства не позволяют измерять осевые усилия (упоры) на валах судна с достаточной степенью точности.

Как известно, валопровод движущегося судна находится в сложно-напряженном состоянии под действием крутящего момента и упора, а следовательно и тензорезисторы, установленные на этом валу для измерения упора, деформируются не только под действием осевых усилий (упора), но и под действием крутящего момента. При установке тензорезисторов на вал невозможно обеспечить точное совпадение их осей с линиями главных напряжений, т. е. всегда имеется некоторая координатная ошибка б; между осью тензорезисторов и теоретической осью разметки, которая приводит к появленшо дополнительной погрешности измерения упора, зависящей от величины крутящего момента. Эта погрешность может достигать 20 — 30%. Такие большие ошибки практически исключают применение этих устройств для измерения упора на валу движущегося судна.

Целью изобретения является повышение точности измерения упора на валу движущегося судна за счет исключения погрешности, вызванной воздействием крутящего момента.

Это достигается тем, что в предлагаемом

15 устройстве тензорезисторы установлены на валу один подуглом +45, а другой — 45 относительно оси вала.

На фиг. 1 изображен общий впд предлагаемого устройства; на фиг. 2 — электрическая

20 схема тензорезисторного полумоста.

Устройство для измерения упора на валу судна содержит тензорезисторы, установленные на валу, один R> под углом vi+45, другой R; под углом аз — 45 к осп вала и соеди25 ненные в противоположные плечи измерительного моста (фпг. 2), два других плеча которого — р ез пс тор ы R. и R4.

Тензорезистор, установленньш на вал, нагруженньш крутящим моментом и осевым усиЗО лием (упором), деформируется, причем величина его деформации определяется выражением

=-т. = .= (cOs l — si11 1) + — s111 2з!—

2- 2. т

i i

2 ) ) — (- (1+,:) sin2i,—; cos 2,.),, т,. — относительная деформация тснзорезистора; в — относительная осевая деформация вала;

1О

7 — относительный сдвиг на поверхности вала; а,— угол между осями тензорезистора и вала;

p — коэффициент Пуансона; б, — координатная ошибка установки тензорезпстора.

Величина выходного сигнала тснзорсзисторного полумоста определяется выражением

4 л = y! )1(")

1=! где U — напряжение питания;

AU — измеряемое напряжение;

ТЬЯ1

) относительное изменение спТЕ (R )! противления тензорсзистора за счет его деформ ацин. т — тепзочувствптельность. зо

Так как в предлагаемом устройстве а1 — — 45, а u = — — 45 и, =- (. =0, то всли1 2 / 1 4 ) чина выходного сигнала составляет

= — К(=- (1 —, ) — 2=- (1+,).) J, gU 1 у 4 где 3 = — (), + о2) — средняя координатная

2 ошибка установки тензорезисторов.

При 6=0 измеряется истинная величина

ЛУ 1 упора = К= (1 —;-) .

Ц

При 6<0 упор измеряется с некоторой ошибкой, относительная величина которой

1 —,— u

/: г, 2 (! — и) где на результат измерения упора крутящий момент практически не оказывает влияния.

Экспериментальные исследования предло ке шого устройства показали, что величина гогрешности измерения упора на валу движушсгося судна при услов!Ви применения тензорезисторов, близких по характеристикам, не превышает 4 — 4,5%, это дает возможность измерять упор на валу во время натурных испытаний судов без предварительной стендовой градунровки вала.

Формула изобретения

Устройство для измерения упора на валу судна, содержащее тензорезисторы, установлен!1ь!е на Валу и Вкл!Очен1!Ь1е В протР!Вополо>кныс плечи измерительного моста, в два других плеча которого включены резисторы, отл и 1а!Ощийся тем, что, с целью повышения точности за счет исключения погрешности, вызванной воздействием крутящего момента, тензорезисторы установлены на валу: один под углом -, -45, а другой под углом — 45 относительн,) осн в!!ла.

546795

Риг. 1

Фа- 2

Составитель В. Родин

Техред 3. Тарасова

Редактор И. Шубина

Корректор О. Тюрина

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 427/10 Изд. № 192 Тираж 1054 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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